TWI317933B - Methods, data storage medium,apparatus of signal processing,and cellular telephone including the same - Google Patents

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TWI317933B TW095114440A TW95114440A TWI317933B TW I317933 B TWI317933 B TW I317933B TW 095114440 A TW095114440 A TW 095114440A TW 95114440 A TW95114440 A TW 95114440A TW I317933 B TWI317933 B TW I317933B
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Description

J317933 •九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於訊號處理。 【先前技術】 經由公眾交換電話網路（PSTN)之語音通信之帶寬傳統上 * 限制於300-3400 kHz之頻率範圍内。用於語音通信之諸如 蜂巢式電話及IP語音傳輸（網際網路協定，v〇Ip)之新網路 可能沒有相同帶寬限制，且其需要經由此等網路來傳輸及 鲁 #收包括-寬頻帶範圍之語音通信。舉例而言，需要支持 延伸低達50 Hz及/或高達7 kHz48 kHz之聲頻範圍。亦需 要支持諸如高品質聲頻或聲頻/視頻會議之其他應用，其 可具有在傳統PSTN限制以外之範圍内的語音内容。 -語音編碼H所支持之範圍延伸至更高頻率可改良清晰 度。舉例而言，區分諸如"s"及"f"之摩擦音的資訊大多為 高頻率。高頻帶延伸亦可改良語音之其他品質，諸如真實 纟。舉例而言’即使是一有聲元音亦可具有遠遠超出 —PSTN限制之頻譜能量。 種寬頻帶语音編碼方式涉及按比例調整一窄頻帶語音 編=技術（例如，-經組態以編碼G_4 kHz之範圍的技術）以 覆蓋寬頻帶頻譜。舉例而言，語音訊號可以一較高速率經 取樣以包括高頻率分量，且一窄頻帶編碼技術可經重組態 以使用更多滤波器係數來表示此寬頻帶訊號。然而，諸如 CELP(碼薄激發線性預測）之窄頻帶編碼技術在計算上為密 集的，且-寬頻帶CELP編碼器可耗費太多處理循環而對 110638.doc .1317933 許多仃動及其他嵌入式應用不實用。使用此技術將一寬頻 帶訊號之全譜編碼為一所要品質亦可導致頻寬不可接受地 大^增加。此外’甚至在此編碼訊號之窄頻率部分可被傳 輸至一僅支持窄頻帶編碼之系統且/或由該系統解碼之 則，需要對此編碼訊號進行編碼轉換。 另種寬頻帶語音編碼方式涉及自編碼窄頻帶頻譜包絡 外推阿頻帶頻譜包絡。雖然此方式可在不增加頻寬且不需 Φ 要編碼轉換的情況下實施，但大體上不能自窄頻帶部分之 頻谱包絡來精確地預測語音訊號之高頻帶部分之粗略頻譜 包絡或格式結構。 *可能需要實施寬頻帶語音編碼，以使得至少編碼訊號之 窄頻率部分可經由一窄頻帶通道（諸如PSTN通道）發送而無 需編碼轉換或其他顯著修改。亦需要寬頻帶編碼延伸效 率，以（例如）避免顯著減少諸如經由有線及無線通道之無 線蜂窩式電話及廣播之應用中可服務之使用者數目。 ^ 【發明内容】 在一實施例中，一種訊號處理方法包括計算一基於一語 音訊號之一低頻率部分之第一訊號的一包絡、計算一基於 該語音訊號之一高頻率部分之第二訊號的一包絡、及二據 該第一訊號之包絡與該第二訊號之包絡之間的時間變化關 係來計算複數個增益因數值。該方法包括基於該第一訊號 之包絡與該第二訊號之包絡之間的關係隨時間之變化來衰 減該複數個增益因數值中之至少一者。 在另-實施例中’-種裝置包括一第—包絡計算器，其 110638.doc •1317933 經組態及配置以計算一基於一語音訊號之一低頻率部分之 第一訊號的一包絡；及一第二包絡計算器，其經組態及配 置以計算一基於該語音訊號之一高頻率部分之第二訊號的 一包絡。該裝置包括：一因數計算器，其經組態及配置以 根據第一訊號之包絡與第二訊號之包絡之間的時間變化關 - 係來計算複數個增益因數值；及一增益因數衰減器，其經 組態及配置以基於第一訊號之包絡與第二訊號之包絡之間 的關係隨時間之變化來衰減該複數個增益因數值中之至少 鲁一者。 在另一實施例中，一訊號處理方法包括產生一高頻帶激 發訊號。在此方法中’產生一高頻帶激發訊號包括基於一 低頻帶激發訊號而頻譜延伸一訊號。該方法包括基於該高 頻帶激發訊號而合成一高頻帶語音訊號。該方法包括根據 第一複數個增盈因數值間之至少一距離來衰減第一複數個 增益因數值中之至少一者、及基於自該衰減得到之第二複 數個增盈因數值來修正一基於低頻帶激發訊號之訊號的時 域包絡。 在另一實施例中，一種裝置包括：一高頻帶激發產生 器，其經組態以基於一低頻帶激發訊號來產生一高頻帶激 發訊號，一合成濾波器，其經組態及配置以基於該高頻帶 激發§fl號來產生合成南頻帶語音訊號；及一增益因數衰 減器，其經組態及配置以根據第一複數個增益因數值間之 至少一距離來衰減第一複數個增益因數值中之至少一者。 該裝置包括一增益控制元件，其經組態及配置以基於包括 110638.doc .1317933 至^經衰減之增益因數值之第二複數個增益因數值來修 正基於該低頻帶激發訊號之訊號的時域包絡。 【實施方式】 ^文描述之實施例包括可經組態以向一窄頻帶語音編石馬 °° k供延伸以支持以僅約800至1000 bps(位元每秒）之頰 見增篁來傳輸及/或儲存寬頻帶語音訊號的系統、方法及 裝置。此等實施之潛在優勢包括嵌入式編碼以支持與窄頻 帶系統之相容性 '窄頻帶編碼通道與高頻帶編碼通道之間 的位元相對容易分配及再分配、避免計算密集型寬頻帶合 成運算、及維持待由計算密集型波形編碼常用程式處理之 訊號的低取樣率。 除非由本文明確限制，術語"計算"此處用於表示其通常 意義中的任一者，諸如計算、產生一列值及從一列值中進 行選擇。本描述及申請專利範圍中使用術語"包含"時，其 並不排除其他元件或操作。術語"A基於B”用來表示其通常 意義中之任一者，包括下列情形：⑴"A等於B";及（ϋ)”Α 基於至少Β"。術語"網際網路協定"包括如IETF(網際網路 工程任務編組）RFC(意見請求）79 1中描述之版本4及諸如版 本6之後續版本。 圖la展示根據一實施例之寬頻帶語音編碼器A1〇〇之方塊 圖。濾波器組A11 〇經組態以過濾一寬頻帶語音訊號s 1 〇以 產生一窄頻帶訊號S20及一高頻帶訊號S30。窄頻帶編碼器 A120經組態以編碼窄頻帶訊號S2〇以產生窄頻帶（NB)濾波 器參數S40及一窄頻帶殘餘訊號S5〇。如本文進一步詳細描 110638.doc .1317933 述，窄頻帶編碼器A120通常經組態以產生作為碼薄指數或 以另一量化形式之窄頻帶濾波器參數S40及編碼激發訊號 S50。高頻帶編碼器A200經組態以根據編碼窄頻帶激發訊 號S50中之資訊而編碼高頻帶訊號δ3〇以產生高頻帶編碼參 數S60。如本文進一步詳細描述，高頻帶編碼器八2〇〇通常 經組態以產生作為碼薄指數或以另一量化形式之高頻帶編 碼參數S60。寬頻帶語音編碼器A1〇〇之一特定實例經組態 以以約8.55 kbps(千位元每秒）之速率來編碼寬頻帶語音訊 號S10，其中約7.55 kbps用於窄頻帶濾波器參數S4〇及編碼 窄頻帶激發訊號S50，且約i kbps用於高頻帶編碼參數 S60 〇 可能需要將編碼窄頻帶訊號與編碼高頻冑訊號組合為一 單-位A >直。舉例而t，可能需要將肖等編碼訊號一起多 工以作為一編碼寬頻帶語音訊號而進行傳輸（例如，經由 一有線、光學或無線傳輸通道）或儲存。圖11?展示寬頻帶 語音編碼II A1G()之—實施鑛之方塊圖，其包括一經組 t以將乍頻帶漶波器參數S4G、編媽窄頻帶激發訊號㈣及 门頻可濾波态參數S60組合為一多工訊號請的多工器 A130。 匕括、爲碼mG2之裝置亦可包括電路，該電路經組態 :::工訊號S70傳輸至諸如有線、光學或無線通道之傳 :二！ 士此裝置亦可經組態以對訊號執行-或多個通道 :戈誤差福(諸如$差校正編蜗（例如’速率兼容卷積編碼）及 差相編褐（例如，循環冗餘編碼）)及/或-或多層網 110638.doc 1317933 路協定編碼（例如，乙太網路、TCP/IP、Cdma2000)。 可能需要組態多工器A丨3 〇以嵌入編碼窄頻帶訊號（包括 窄頻帶濾波器參數S40及編碼窄頻帶激發訊號S5〇)作為多 工訊號S70之一可分子流，以使得編碼窄頻帶訊號可獨立 於多工訊號S70之另一部分（諸如高頻帶及/或低頻帶訊號） 而經恢復並解碼。舉例而言’多工訊號S7〇可經配置以使 得編碼窄頻帶訊號可藉由去除高頻帶濾波器參數S6〇而得 以恢復。此特徵之一潛在優勢在於避免需要在將編碼窄頻 • 帶訊號傳遞至一支持窄頻帶訊號之解碼但不支持高頻帶部 分之解碼的系統之前將其進行編碼轉換。 圖2a為根據一實施例之寬頻帶語音解碼器B 100之方塊 圖。窄頻帶解碼器B110經組態以解碼窄頻帶濾波器參數 S40及編碼窄頻帶激發訊號S50以產生一窄頻帶訊號S90。 高頻帶解碼器B200經組態以根據一基於編碼窄頻帶激發訊 號S50之窄頻帶激發訊號S80來解碼高頻帶編碼參數S60， • 以產生一高頻帶訊號S100。在此實例中，窄頻帶解碼器 B 110經組態以將窄頻帶激發訊號S80提供至高頻帶解碼器 B200。濾波器組B120經組態以將窄頻帶訊號S90與高頻帶 訊號S100組合，以產生一寬頻帶語音訊號S110。 圖2b為寬頻帶語音解碼器B100之一實施B102之方塊 圖’其包括一經組態以自多工訊號S70產生編碼訊號S4〇 ' S50及S60之解多工器B130。一包括解碼器bi〇2之裝置可 包括電路，該電路經組態以自諸如有線、光學或無線通道 之傳輸通道接收多工訊號S 7 0。此裝置亦可經組態以對訊 110638.doc -11 - .1317933 ★«行-或多個通道解碼操作（諸如誤差校正解碼（例如， 速率兼容卷積解碼）及/或誤差㈣解碼（例如，循環冗餘解 碼））及/或-或多層網路協定解碼（例如，乙太網路、 TCP/IP ' cdma2000) 〇 濾波器組AUG經組態以根據—頻帶分割機制過遽-輸入 tfl號’以產生一低頻率子頻帶及一高頻率子頻帶。視特定 應用之設計標準而定，輸出子頻帶可具有相等或不等頻寬 i可為重疊或非重疊的。產生兩個以上子頻帶之渡波器組 A110之組態亦為可能的。舉例*言，此濾波器組可經組態 以產生一或多個低頻帶訊號，該等訊號包括低於窄頻帶訊 號S20之頻率範圍的頻率範圍（諸如5〇_3〇〇 Hz之範圍）内之 分量。此濾波器組亦可經組態以產生一或多個額外高頻帶 訊號，該等訊號包括高於高頻帶訊號S3〇之頻率範圍的頻 率範圍（諸如14-20 kHz、16-20 kHz或16-32 kHz之範圍）内 的分量。在此情形下，寬頻帶語音編碼器A100可經實施以 • 獨立編碼此或此等訊號，且多工器A13〇可經組態以將一或 多個額外編碼訊號包括於多工訊號S7〇中（例如，作為一可 分部分） 圖3a展示濾波器組A110之一實施A112之方塊圖，其經 組態以產生兩個具有降低取樣率的子頻帶訊號。濾波器組 A110經配置以接收一具有高頻率（或高頻帶）部分及一低頻 率（或低頻帶）部分之寬頻帶語音訊號S10。濾波器組A112 包括.一低頻帶處理路徑，其經組態以接收寬頻帶語音訊 號S 10並產生窄頻帶語音訊號82〇 ;及一高頻帶處理路徑， 110638.doc -12- .1317933 其經組態以接收寬頻帶語音訊號S10並產生高頻帶語音訊 號S30。低通濾波器110過濾寬頻帶語音訊號S10以使一選 定低頻率子頻帶通過，且高通濾波器130過濾寬頻帶語音 訊號S10以使一選定高頻率子頻帶通過。因為兩個子頻帶 訊號均具有比寬頻帶語音訊號S10更窄之頻寬，所以其取 樣率可降低至一定程度而不會損失資訊。降取樣器12〇根 據所要取樣因子來降低低通訊號之取樣率（例如，藉由移
除訊號之取樣及/或以平均值替代取樣），且降取樣器14〇同 樣根據所要另一取樣因子來降低高通訊號之取樣率。 圖3b展示濾波器組B12〇之一相應實施Bm之方塊圖。 升取樣器150增加窄頻帶訊號S9〇之取樣率（例如，藉由補 零及/或藉由複製取樣）’且低通濾波器16〇過濾升取樣訊號 以僅使低頻帶部分通過（例如，以防止頻疊）。同樣，升取 樣器170增加高頻帶訊號8100之取樣率，且高通濾波器18〇 過濾升取樣訊號以僅使高頻帶部分通過。接著該等兩個通 頻帶訊號經總合以形成寬頻帶語音訊號su〇。在解碼器 BiOO之某些實施中，渡波器組B12〇經組態以根據由高頻 帶解碼器B2G0接收及/或計算之—或多個權而產生該等兩 個通頻帶訊號之加權和》亦設想將兩個 丁阶;MU U上通頻帶訊號組 合之濾波器組B 120之組態。 渡波器110、130、160、180中之每—者均可實施為一有 限脈衝響應(FIRm波器或一無限脈衝響應㈣…。 編碼器滤波器職130之頻率響應可在抑制頻帶與通頻帶 之間具有對稱或不同形狀之過渡區域。同樣，解碼器濟波 H0638.doc -13· •1317933 器160及180之頻率響應可在抑制頻帶與通頻帶之間具有對 稱或不同形狀之過渡區域。可能需要（但並非必需）低通濾 波器110具有與低通濾波器160相同之響應，且高通濾波器 130具有與高通濾波器180相同之響應。在一實例中，兩個 濾波器對11〇、130及160、180均為正交鏡相濾波器（qmf) 組，其中濾波器對110、130具有與濾波器對16〇、18〇相同 之係數。 在典型實例中’低通濾波器110具有一包括300-3400 Hz之有限PSTN範圍之通頻帶（例如，自〇至4 kHz之頻帶）。 圖4a及4b展示兩個不同實施性實例中的寬頻帶語音訊號 S10、乍頻π訊號S20及高頻帶訊號S30之相對頻寬。在此 專特疋實例中，寬頻帶語音訊號sl〇具有16 kHz2取樣率 (表示頻率分量在〇至8 kHz之範圍内），且窄頻帶訊號S2〇具 有8 kHz之取樣率（表示頻率分量在〇至4 kHz之範圍内）。 在圖4a之實例中，在兩個子頻帶之間不存在顯著重疊部 分。此實例中所示之高頻帶訊號S30可藉由使用具有4_8 kHz之通頻帶的高通濾波器130而獲得。在此情形下，可能 需要藉由降取樣濾波訊號2倍而將取樣率降低至8 kHz。此 操作（預期其將顯著降低對訊號之進一步處理操作之計算 複雜度）將使通頻帶能量下降至〇至4 kHz之範圍内而不會 損失資訊。 在圖4b之替代實例中，上子頻帶與下子頻帶具有一明顯 重疊部分’使得兩個子頻帶訊號均描述3 5至4 kHz之區 域。此實例中之高頻帶訊號S3〇可藉由使用具有3·5_7 kHz 110638.doc •14- .1317933 之通頻帶的高通濾波器130而獲得。在此情形下，可能需 要藉由使用因數16/7來降取樣濾波訊號而將取樣率降低至 7 kHz。此操作（預期其可顯著降低對訊號之進一步處理操 作之計算複雜度）將使通頻帶下降至〇至3·5 kHz之範圍内而 不會損失資訊。
在用於電話通信之一典型手機中，轉換器（意即，麥克 風及耳機或揚聲器）中之一或多者缺乏7-8 kHz之頻率範圍 内之明顯響應。在圖4b之實例中，編碼訊號中不包括寬頻 帶語音訊號S10之7 kHz與8 kHz之間的部分。高通濾波器 130之其他特定實例具有3.5-7.5 kHz及3.5-8 kHz之通頻 jtffc 在某些實施中’提供在子頻帶之間的重疊部分（如圖4b 之實例中）允許使用在重疊區域上具有一平滑滾落之低通 及/或高通濾波器。此等濾波器通常較容易設計、具有較 低計算複雜度、且/或比具有更急劇或”磚牆"響應之濾波器 引入更少。具t急劇過'渡區域之渡波器傾向於比具有 平滑滾落之類似濾波器具有更高旁瓣（旁瓣可引起頻疊卜 具有急劇過渡區域之濾波器亦可具有會引起振鈐假影 (ringing artifact)之長脈衝響應。對於具有一或多個nR遽 波器之濾波器組實施而言，允許重疊區域上之平滑滚落可 使得能夠使用其各極遠離單位圓之一或多個遽波器：此對 確保一穩定固定點實施具有重要意義。 子頻帶之重疊允許低頻帶與高頻帶之平滑摻合，此可導 致較少可聞假影、減少之頻疊、及/或自—頻帶至另一頻 110638.doc •15· •1317933 帶之較不明顯的過渡β ^ ^ 卜’窄頻帶編碼器Α120(例如， 波形編碼器）之編碼效率 + ^ ^ ^ „„ j隨者頻率增加而下降。舉例而 。乍’、”、态之編碼品質可在低位元率處降低 在存在背景雜音時）。在此等情形下，提供子頻帶之重疊 部分可提高重疊區域中之再製頻率分量之品質。 此外’子頻帶之重疊允許低頻與高頻帶之平滑摻合，此 可導致較少可聞假影威少 减夕之頻疊、及/或自一頻帶至另 —頻帶之較不明顯的過渡。 ^ 此特徵可尤其合乎其中窄頻帶 編碼器Α120及高頻帶德石民# 編I器Α200根據不同編碼方法運作 之實施的需要。舉例而士·，丈门 而5 不冋編碼技術可產生聽起來非 常不同之訊號。一編碼一且右笼 八有碼薄指數形式之頻譜包絡的 編碼器可產生一訊號，其聲音盥 车s興編碼振幅頻譜之編碼器產 生之訊號的聲音不同。p Μ 時域編碼器（例如’脈衝碼調變 或PCM編碼器）可產生一訊號 度王巩琥，其聲音不同於頻域編碼器 所產生之訊號的聲音。一使用頻譜包絡表示及相應殘餘訊 號來編碼訊號之編碼器可產生一訊號，其聲音不同於僅使 2頻譜包絡表示來編碼訊號之編媽器所產生之訊號的聲 曰。一將訊號編碼為其波形表示之編碼器可產生一輸出， 其聲音不同於來自正弦編碼器之聲音。在此等情形下，使 用具有急劇過渡區域之遽波器來界定非重疊子頻帶可導致 合成寬頻帶訊號中之子頻帶之間的突然且明顯可感知之過 渡。 雖然具有互補重疊頻率響應之QMF濾波器組經常用於子 '員帶技術中，但疋此荨濾波器不適用於本文描述之寬頻帶 110638.doc • 16 - 1317933
編碼實施中之至少一些。編碼器處之QMF濾波器組經組態 以造成一極大程度之頻疊’該頻疊在解碼器處之相應QMF 濾波器組中被消去。此配置可能不適用於其中訊號在濾波 器組之間引起一顯著量之失真的應用中，此係由於失真會 降低頻疊消去性能之有效性。舉例而言，本文描述之應用 包括經組態以極低位元率運作之編碼實施。由於極低位元 率’與原始訊號相比’解碼訊號很可能顯得極大失真，以 使得使用QMF濾波器組會導致未消去之頻疊。使用qMF遽 波器組之應用通常具有較面位元率（例如’對AMR而言超 過12 kbps，對於G.722而言超過64 kbps) 另外，一編碼器可經組態以產生感知上類似於該原始訊 號但實際上顯著不同於原始訊號之一合成訊號。舉例而 言，自如本文所述之窄頻帶殘餘導出高頻帶激發之編碼器 可產生此訊號，因為實際高頻帶殘餘可完全不存在於解媽 訊號中。QMF滤波器組在此等應用中之使用可導致由未消 去之頻疊引起之極大程度之失真。 由於頻疊之影響限於等於子頻帶寬度之頻寬，因而若受 影響之子頻帶較窄，則可降低由QMF頻疊引起之失真量。 然而，對於本文所述之其中每一子頻帶包括寬頻帶頻寬之 約一半的實例而言，由未消去之頻疊引起之失真可影響訊 號之一極大部分。訊號品質亦會受到其上發生未消去之頻 疊的頻帶之位置的影響。舉例而言，在寬頻帶語音訊號之 中心（例如，在3 kHz與4 kHz之間）附近造成之失真可比發 生於訊號邊緣（例如，超過6 kHz)附近之失真有害得多。 110638.doc -17- .1317933 雖然QMm波H組之濾、波器之響應嚴格地彼此相關，但 濾、波器組A11G及B12G之低頻帶及高頻帶路徑可經組態以 具有與兩個子頻帶之重疊完全不相干之頻譜。吾人將兩個 子頻帶之重叠部分界定為自高頻帶濾波器之頻率響應下降 至-2〇 dB之點直至低頻帶渡波器之頻率響應下降至_2〇犯 之點的距離。在濾波器組八11〇及/或Bl2〇之多個實例中， 此重疊在約200 Hz至約！ ！^2的範圍内。約4〇〇 Hz至約6〇〇 Hz之範圍可表示編碼效率與感知平滑度之間的一所要取 捨。在以上提及之一特定實例中，重疊部分在5〇() Hz周 圍。 可能需要實施濾波器組A112及/或8122以在若干階段中 執行圖4a及4b中所說明之操作。舉例而言，圖乜展示濾波 器組A112之一實施A114之方塊圖，其藉由使用一系列内 插法、重取樣、抽樣及其他操作來執行高通濾波及降取樣 操作之功能等同操作。此實施可較容易地設計且/或可允 許再使用邏輯及/或編碼之功能區塊。舉例而言，相同功 能區塊可用於執行至14 kHz之抽樣及至7 kHz之抽樣的操 作（如圖4 c中所示）。頻譜反轉操作可藉由將訊號乘以函數 e或序列（-1 )n(該等值在+1與-1之間交替）來實施。頻譜整 形操作可實施為經組態以整形訊號以獲得一所要總遽波器 響應之低通濾波器。 注意到’由於頻譜反轉操作’高頻帶訊號S3〇之頻譜經 反轉。編碼器及相應解碼器中之後續操作可相應地加以組 態。舉例而言，如本文所述之高頻帶激發產生器a300可經 110638.doc -18- ,1317933 組態以產生一亦具有一頻譜反轉形式之高頻激發訊號 S120。 圖4d展示濾波器組B122之一實施BIN之方塊圖，其藉 由使用一系列内插法、重取樣及其他操作來執行升取樣及 高通濾波操作之功能等同操作。濾波器組B124包括在高頻 帶中之頻譜反轉操作，其反轉（例如）在編碼器之一濾波器 組（諸如濾波器組A114)中執行之類似操作。在此特定實例 中，濾波器組B124亦包括低頻帶及高頻帶中之陷頻濾波
器，其以7100 Hz來衰減訊號之分量，雖然此等濾波器係
可選的且無需包括於其中。於2006年4月3曰申請之專利申 請案"SYSTEMS，METHODS, AND APPARATUS FOR SPEECH SIGNAL FILTERING%代理人案號第 050551號）包 括與濾波器組A110及B120之特定實施之元件之響應相關 的額外描述及圖式’且此材料以引用之方式併入本文。 窄頻帶編碼器A120係根據一聲源-濾波器模型而實施， 該聲源-濾波器模型將輸入語音訊號編碣為：（A)描述一遽 波器之一組參數；及（B)—驅動所述濾波器以產生輸入語 音訊號之合成再製的激發訊號。圖5a展示一語音訊號之頻 4 i絡之實例。表現此頻譜包絡之特徵的峰值表示聲道 之，振且被稱為共振峰。大多數語音編碼器將至少此粗略 頻譜結構編碼為諸如濾波器係數之一組參數。 圖5b展示應用於編碼窄頻帶訊號S2〇之頻譜包絡編碼 基本聲源-渡波器配置之一實例。一分析模組計算表現 對應於一時間段（通常2〇 msec)上語 ’ 9艾濾波器的特徵 110638.doc -19- J317933 —組參數。根據彼等濾波器參數而組態之白化濾波器（亦 稱為分析或預測誤差濾波器）移除頻譜包絡，從而以頻譜 方式平化訊號。所得白化訊號（亦稱為殘餘）具有較少能 夏，且因此具有較少變化且比原始語音訊號更容易編碼。 由殘餘訊號之編碼產生之誤差亦可更均句地散佈於頻譜 上。濾波器參數及殘餘通常經量化以在通道上有效傳輸。 在解碼器處，根據濾波器參數而組態之合成濾波器由一基 於殘餘之訊號激發，以產生原始語音之合成版本。合成濾 波器通常經組態以具有-傳送函數，其為白化渡波器之傳 送函數之反轉。 圖ό展示窄頻帶編瑪器A120之一基本實施Ai22之方塊 圖。在此實例中，一線性預測編碼（LPC)分析模組21〇將窄 頻帶訊號S20之頻譜包絡編碼為一組線性預測係數（例 如，全極濾波器1/A(z)之係數）。分析模組通常將輸入訊號 處理為一系列非重疊訊框，其中為每一訊框計算一組新係 數。訊框週期一般為一其中預期訊號位置不變的週期；一 常見實例為20毫秒（相當於8 kHz之取樣率時之16〇個取 樣）。在一實例中，LPC分析模組210經組態以計算一組十 個LP j慮波器係數來表現每2 〇毫秒訊框之共振峰於構的特 徵。亦可能實施分析模組以將輸入訊號處理為—系列重属 訊框。 ι 分析模組可經組態以直接分析每一訊框之 〜取樣，或該等 取樣可根據視窗函數（例如漢明窗）而經第— -人加權。亦可 在一大於訊框之視窗（諸如30 msec之視窗）內乱/ 啤；門執行分析。此 110638.doc •20- 1317933 視自可為對稱的（例如5-20-5，使得其在2〇毫秒訊框之前及 之後包括5毫秒）或非對稱的（例如丨〇_2〇，使得其在前訊框 持續10毫秒）。一 LPC分析模組通常經組態以使用 Levmson-Durbin遞歸或Ler〇ux-GuegUen演算法來計算^濾 波器係數。在另一實施例中，分析模組可經組態以為每一 訊框叶算一組倒頻譜系數而並非一組Lp濾波器係數。 藉由量化濾波器參數，編碼器A120之輸出速率可顯著降 低，同時對複製品質具有相對較少影響。線性預測濾波器 係數難以經有效量化且通常映射為量化及/或熵編碼之另 一表示，諸如線頻譜對（LSP)或線頻譜頻率（LSF)。在圖6 之實例中，LP濾波器係數至LSF轉換22〇將該組Lp濾波器 係數轉換為一組相應LSF。LP濾波器係數之其他一對一表 示包括：部分自相關係數；對數域比值；導抗頻譜對 (ISP)，及導抗譜頻（ISF)，以上均用於GSM(全球行動通信 系統）AMR-WB(適應性多速率寬頻帶）編解碼器。通常，一 組LP濾涑器係數與一組相應LSF之間的轉換為可逆的，但 是實施例亦包括編碼器入丨汕之實施，其中轉換不能無誤差 地反轉。 量化器230經組態以量化該組窄頻帶LSF(或其他係數表 不）’且窄頻帶編碼器A122經組態以將此量化結果作為窄 頻帶濾波器參數S40輸出。此量化器通常包括一將輸入向 量編碼為一表格或碼薄中之相應向量項之指數的向量量化 器。 如圖6中所見，窄頻帶編碼器A122亦藉由使窄頻帶訊號 110638.doc -21· 1317933 S20通過白化濾波器26〇(亦稱為分析或預測誤差濾波器）而 產生殘餘訊號’該白化渡波器2 6 0根據該組渡波器係數 而輕組態。在此特定實例中，白化濾波器260經實施為一 FIR濾波器，雖然亦可使用„R實施。此殘餘訊號通常含有 語音訊框之感知上重要資訊（諸如與音高相關之長期結 構）’其未表示在窄頻帶濾波器參數S4〇中β量化器270經 組態以計算此殘餘訊號之量化表示以作為編碼窄頻帶激發 訊號S50輸出。此量化器通常包括一將輸入向量編碼為一 表格或碼薄中之相應向量項之指數的向量量化器。或者， 此量化器可經組態以發送一或多個參數，向量可在解碼器 處自该等參數動態產生’而並非如稀疏碼薄方法中那樣自 儲存器擷取。此方法用於諸如代數CELp(碼薄激發線性預 測）之編碼機制中及諸如3GPP2(第三代合作夥伴 2)EVRC(增強型可變速率編解碼器）之編解碼器中。 需要窄頻帶編碼器A120根據可用於相應窄頻帶解碼器之 相同遽波器參數值而產生編碼窄頻帶激發訊號。以此方 式’所得編碼窄頻帶激發訊號可已在某種程度上解決彼等 參數值中之非理想性，諸如量化誤差。因此，需要使用可 用於解碼器之相同系數值來組態白化濾波器。在如圖6所 不之編碼器A122之基本實例中，逆量化器24〇去量化窄頻 帶編碼參數S40，LSF至LP濾波器係數轉換250將所得值映 射回一組相應LP濾波器係數，且此組係數用於組態白化濾 波器260以產生由量化器270量化之殘餘訊號。 窄頻帶編碼器A120之某些實施經組態以藉由識別與殘餘 110638.doc -22- 1317933 訊號最匹配之一組碼薄向量中之一者來計算編碼窄頻帶激 發訊號S50。然而，注意到’窄頻帶編碼器A12〇亦可經實 施以計算殘餘訊號之量化表示，而實際上並不產生殘餘訊 號。舉例而言，窄頻帶編碼器A120可經組態以使用許多碼 薄向量來產生相應合成訊號（例如’根據一組當前滤波器 參數），且選擇與在感知加權域中與原始窄頻帶訊號S2〇最 匹配之產生訊號相關聯之碼薄向量。 圖7展示窄頻帶解石馬器B110之一實施B112之方塊圖。逆 量化器310去量化窄頻帶濾波器參數S4〇(在此情況下，去 量化為一組LSF) ’且LSF至LP濾波器係數轉換320將LSF轉 換為一組濾波器係數（例如，如上文參看窄頻帶編碼器 A122之逆量化器240及轉換250所述）。逆量化器340去量化 窄頻帶殘餘訊號S40以產生一窄頻帶激發訊號S8〇。基於濾 波器係數及窄頻帶激發訊號S80，窄頻帶合成濾波器33〇合 成窄頻帶訊號S90。換言之’窄頻帶合成濾波器33〇經組態 以根據該等經去量化之濾波器係數而頻譜整形窄頻帶激發 訊號S80’以產生窄頻帶訊號S90。窄頻帶解碼器B112亦提 供窄頻帶激發訊號S80給高頻帶編碼器A200，該高頻帶編 碼器A200使用訊號S80而導出如本文所述之高頻帶激發訊 號S120。在如下文所述之某些實施中，窄頻帶解碼器B11〇 可經組態以向高頻帶解碼器B200提供與窄頻帶訊號相關之 額外資訊，諸如頻譜傾角、音高增益及滯後、及語音模 式。 窄頻帶編碼器A122與窄頻帶解碼器B112之系統為一合 110638.doc -23- .1317933 • 成式分析語音編解碼器之一基本實例。碼薄激發線性預測 (CELP)編碼為一類風行的合成式分析編碼，且此等編碼器 之實施可執行殘餘之波形編碼，包括諸如自固定及適應性 碼薄中選擇項目、誤差最小化操作、及/或感知加權操作 之操作。合成式分析編碼之其他實施包括混合激發線性預 測（MELP)、代數 CELP(ACELP)、鬆弛 CELP(RCELP)、規 則脈衝激發（RPE)、多脈衝CELP(MPE)、及向量和激發線 性預測（VSELP)編碼。相關編碼方法包括多頻帶激發 _ (MBE)及原型波形内插（PWI)編碼。標準合成式分析語音 編解碼器之實例包括：ETSI(歐洲電信標準學會）-GSM全速 率編解碼器（GSM 06.10)，其使用殘餘激發線性預測 (RELP) ; GSM增強型全速率編解碼器（ETSI-GSM 06.60); ITU(國際電信聯合會）標準11.8 kb/s G.729附件E編碼器； 用於IS-136(分時多向接取機制）之IS(臨時標準）-641編解碼 器；GSM適應性多速率（GSM-AMR)編解碼器；及 4GVTM(第四代聲碼器TM)編解碼器（QUALCOMM ^ Incorporated, San Diego，CA)。窄頻帶編碼器 A120及相應 解碼器B110可根據此等技術中之任一者、或將語音訊號表 示為（A)描述一濾波器之一組參數及（B)用以驅動所述濾波 器以再製語音訊號之激發訊號的任何其他語音編碼技術 (無論已知的還是待研發的）而實施。 即使在白化濾波器已自窄頻帶訊號S20移除粗略頻譜包 絡之後，仍可保留一相當量之精密諧波結構，尤其對於有 聲語音而言。圖8a展示諸如元音之有聲訊號之殘餘訊號 110638.doc -24- J317933 . (可由白化濾波器產生）之一實例的頻譜曲線。此實例中可 見之週期性結構與音高相關，且由相同說話者所說之不同 有聲聲音可具有不同共振峰結構但具有類似音高結構。圖 8b展示此殘餘訊號之一實例之時域曲線，其按時間展示一 序列音局脈衝。 編碼效率及/或語音品質可藉由使用一或多個參數值來 編碼音尚結構之特徵而得以增加。音高結構之一重要特徵 在於第—谐波之頻率（亦稱為基礎頻率），其通常在6〇 Hz至 4〇〇 HZ之範圍内。此特徵通常經編碼為基礎頻率之倒數 (亦稱為音高滞後（pitch lag))。音高滯後指示在一音高週期 中取樣之數目且可經編碼為一或多個碼薄指數。來自男性 說話者之語音訊號傾向於比來自女性說話者之語音訊號具 有更大音高滯後。 ' 與音高結構相關之另一訊號特徵為週期性，其指示諧波 結構之強度’或換言之’訊號為調和或非調和之程度。週 •期性之兩個典型標誌為零交叉及標準化自相關函數 (NACF)。週期性亦可由音高增益來指示，音高增益通常 編瑪為碼薄增益（例如，經量化之適應性碼薄增益）。 窄頻帶編碼器幻2()可包括—或多個經組態以編碼窄頻帶 訊號S20之長期諸波結構的模組。如圖9所示，一可使用之 典型CELP範例包括_開路Lpc分析模組，其編碼短期特徵 或粗略頻谱包絡’之後為一閉路長期預測分析階段，其編 碼精在曰回或譜波結構。短期特徵經編碼為渡波器係數， 且長期特徵經編碼為諸如音高滞後及音高增益之參數值。 110638.doc •25· .1317933 舉例而言’窄頻帶編碼器A120可經組態成以輸出為包括一 或多個碼薄指數(例如一固定碼薄指數及一適應性碼薄指 數）及相應增益值之形式的編碼窄頻帶激發訊號S50。窄頻 帶殘餘訊號之此量化表示之計算（例如，由量化器細進行） 可包括選擇此等指數及計算此等值。音高結構之編碼亦可 包括内插-音高原型波形，此操作可包括計算連續音高脈 衝之間的差值。以對應於無聲語音（其通f像雜音且未 結構化）之訊框去能長期結構之模擬。 窄頻帶解碼器Bll0之根據如圖9所示之範例的實施可經 、、且1、以在已陝復長期結構(音高或諧波結構)之後將窄頻帶 激發訊號S80輸出至高頻帶解碼器B2〇〇。舉例而言，此解 碼器可經組態以輸出窄頻帶激發訊號S80作為編碼窄頻帶 激發訊號S50之經去量化之版本。當然，亦可能實施窄頻 帶解碼ISB11G，以使得高頻帶解碼器3删執行編碼窄頻帶 激發訊號S5G之去量化，以獲得窄頻帶激發訊號⑽。 在寬頻帶語音編碼器A1〇〇之根據如圖9所示之一範例的 實施中，高頻帶編碼器A200可經組態以接收由短期分析或 白化遽波器產生之窄頻帶激發訊號。換言<，窄頻帶編碼 器A120可經組態以在編碼長期結構之前將窄頻帶激發訊號 輸出至高頻帶編碼器A200。然而，需要高頻帶編碼器 A200自窄頻帶通道接收與將由高頻帶解碼器⑽。接收之 編碼資訊相同的編碼資訊，以使得由高頻帶編碼器綱產 生之編碼參數可已在某種程度上解決彼資訊中之非理想 性。因此，較佳地使高頻帶編碼器侧自待由寬頻帶語音 110638,doc • 26 - -1317933 編碼器A100輸出之相同經參數化及/或量化之編碼窄頻帶 激發訊號S50中重建窄頻帶激發訊號S8〇。此方法之一潛在 優勢在於更準確地計算高頻帶增益因數S6〇b(下文描述）。
除表現窄頻帶訊號S20之短期及/或長期結構之特徵的參 數之外，窄頻帶編碼器A120可產生與窄頻帶訊號S2〇之其 他特徵相關之參數值。此等值（可經適當量化以由寬頻帶 語音編碼器A100輸出）可包括於窄頻帶滤波器參數s4〇間或 被獨立輸出。高頻帶編碼器A2〇〇亦可經組態以根據此等額 外參數中《 < 多者來計算高頻帶編碼參數㈣(例如，在 去里化之後）。在寬頻帶語音解碼器m⑽處，高頻帶解碼 器讓可經組態以經由窄頻帶解碼器B110接收參數值（例 如在去量化之後）。或者，高頻帶解碼器B細可經組態 以直接接收（或可能去量化）參數值。 在額外窄頻帶編碼參數之一實例中，窄頻帶編碼器A12〇 產生頻譜傾角值及每一訊框之語音模式參數。頻譜傾角與 通頻帶上頻譜包絡之形狀相關，且通常由經量化之第一反 =數表示。對於大多數有聲聲音而言，頻譜能量隨著頻 率增加而降低，使得第-反射係數為負且可接近_卜大多 數無聲聲音具有-頻譜，該頻譜為平垣的，使得第一反射 係數接近零，戋在古音老一 使伃弟汉釘 雜U 具有更多能量，使得第一反射 係數為正且可接近+ 1。 無=式(二為發聲模式)指示當前訊框表示有聲還是 夕個週^ n/數可具有二進制值，該值基於訊框之一或 夕個週期性度量(例如零交叉，、音高增益)及/或語 110638.doc •27- •1317933 音活動’諸如此度量與一臨限值之間的關係。在其他實施 中’語音模式參數具有一或多個其他狀態來指示諸如安靜 或背景雜音、或安靜與有聲語音之間的過渡的模式。 高頻帶編碼器A200經組態以根據一聲源-濾波器模式來 編碼咼頻帶訊號S 3 0，其中此濾波器之激發係基於編碼窄 頻帶激發訊號。圖10展示高頻帶編碼器A200之一實施 A202之方塊圖’其經組態以產生一連串高頻帶編碼參數 S60 ’包括高頻帶濾波器參數S6〇a及高頻帶增益因數 S60b。高頻帶激發產生器A300自編碼窄頻帶激發訊號S50 導出一高頻帶激發訊號S120。分析模組A210產生表現高頻 帶訊號S30之頻譜包絡之特徵的一組參數值。在此特定實 例中’分析模組A210經組態以執行LPC分析來產生高頻帶 訊號S30之每一訊框之一組LP濾波器係數。線性預測濾波 器係數至LSF轉換410將該組LP濾波器係數轉換為一組相 應LSF »如上文參看分析模組21〇及轉換220所強調，分析 模組A210及/或轉換41〇可經組態以使用其他係數組（例 如，倒頻譜系數）及/或係數表示（例如，ISP)。 量化器420經組態以量化該組高頻帶LSF(或其他係數表 示，諸如ISP)，且高頻帶編碼器A202經組態以輸出此量化 結果作為高頻帶濾波器參數S60a。此量化器通常包括一將 輸入向量編碼為一表格或碼簿中之相應向量項之指數的向 量量化器。 高頻帶編碼器A202亦包括一合成濾波器A220，其經組 態以根據高頻帶激發訊號S120及由分析模組A21〇產生之編 110638.doc -28· .1317933 碼頻譜包絡（例如該組LP滤波器係數）而產生一合成高頻帶 訊號S130。合成滤波器A220通常經實施為一;[IR滤波器， 雖然亦可使用FIR實施。在一特定實例中，合成濾波器 A220經實施為六階線性自我回歸濾波器。 高頻帶增益因數計算器A23 0計算原始高頻帶訊號S3 0之 位準與合成高頻帶訊號813〇之位準之間的一或多個差值來 指定該訊框之增益包絡。量化器430(其可實施為一將輸入 向量編碼為表格或碼薄中之相應向量項之指數的向量量化 器）量化指定增益包絡之一或多個值，且高頻帶編碼器 A202經組態以輸出此量化結果作為高頻帶增益因數S6〇b。 在圖1 〇所示之實施中，合成濾波器A22〇經配置以自分析 模組A210接收濾波器係數。高頻帶編碼器A2〇2之另一實 施包括經組態以解碼來自高頻帶濾波器參數“以之濾波器 係數的逆量化器及逆轉換，且在此情況下，合成濾波器 A220而經配置以接收經解碼之濾波器係數。此替代配置可 支持同頻T牦益计算器A230對增益包絡進行更準確之計 算。 在一特疋實例中，分析模組Α2 10及高頻帶增益計算器 Α230分別輸出每訊框一組六個lsf與一組五個增益值，以 使：僅以每訊框11個額外值即可達成窄頻帶訊號S20之寬 頻I延伸。耳朵對高頻率之頻率誤差較不敏感，使得較低 白處之冋頻帶編竭可產生—具有—可與較高LPC階處 '帶扁碼相比之感知品質的訊號。冑頻帶編碼器A200 之-典型實施可經組態以輸出每訊框a。位元用於頻譜 110638.doc -29- -1317933 I絡之冋〇〇質重建，且輸出每訊框另外8至12位元用於臨 時包絡之高品質重建。在另一特定實例中，分析模組A210 輸出每訊框一組8個LSF。 高頻帶編碼器A200之某些實施經組態以藉由產生一具有 门頻帶頻率分量之隨機雜音訊號並根據窄頻帶訊號S2〇、 窄頻帶激發訊號S80或高頻帶訊號S30之時域包絡來振幅調 變該雜音訊號而產生高頻帶激發訊號Sl2〇 ^雖然此基於雜 _ 音之方法可對於無聲聲音產生適當結果，但對於有聲聲音 而5可能不為理想的，其殘餘通常為調和的且因此具有某 些週期結構。 向頻帶激發產生器A300經組態以藉由將窄頻帶激發訊號 S80之頻譜延伸至高頻率範圍内而產生高頻帶激發訊號 S120。圖11展示高頻帶激發產生器A3 〇〇之一實施A3 〇2之 方塊圖。逆量化器450經組態以去量化編碼窄頻帶激發訊 號以0以產生窄頻帶激發訊號S80。頻譜延伸器Α400經組 φ 態以基於窄頻帶激發訊號S80而產生一調和延伸訊號 S160。組合器47〇經組態以組合一由雜音產生器48〇產生之 隨機雜音訊號與一由包絡計算器460計算得之時域包絡， 以產生一調變雜音訊號S170 »組合器490經組態以混合調 和延伸訊號S60與調變雜音訊號S 1 70以產生高頻帶激發訊 號 S120。 在—實例中，頻譜延伸器Α400經組態以對窄頻帶激發訊 號S80執行一頻譜折疊操作（亦稱為鏡射），以產 生調和延 伸訊號S160。頻譜折疊可藉由補零激發訊號S80且接著應 110638.doc -30· .1317933 用回通濾波器以保留頻疊來執行。在另一實例中，頻譜 I伸益A400經組態成藉由將窄頻帶激發訊號s⑽頻譜轉化 為门頻▼(例如，經由在升取樣後乘以一恆定頻率餘弦訊 號）而產生調和延伸訊號S160。 =譜折疊及轉化方法可產生頻延伸訊號，其諧波結構 乍頻帶激發讯號S8〇之原始諧波結構在相位及/或頻率方 面不連續。舉例而言，此等方法可產生具有-般不位於基
礎頻率倍數處之峰值的訊號’其可在重建之語音訊號中造 成金屬曰假影。此等方法亦傾向於產生具有非自然強音調 特徵的鬲頻率諧波。此外’因為pSTNM號可以8 kHz進行 取樣頻帶限制於不超過3彻Hz，所以窄頻帶激發訊號 之上頻„a可含有少量或沒有能量，以使得根據頻譜折 曼或頻4轉化操作而產生之延伸訊號可具有34〇〇 Hz以上 之頻譜空洞。 ^產生調和延伸訊號sl6〇之其他方法包括識別窄頻帶激發 Λ號S80之或多個基礎頻率及根據彼資訊而產生調和音 調舉例而5，激發訊號之諧波結構之特徵可由基本頻率 與振巾田及相位資訊—起來表現。高頻帶激發產生器Α则之 另一實施基於基本頻率及振幅（如例如由音高滯後及音高 曰‘來扣示）而產生一調和延伸訊號si6〇。然而，除非調 和延伸訊號與窄頻帶激發訊號S8〇相位一致，否則所得解 碼語音之品質可為不可接受的。 可使用-非線性函&來建立一與窄冑帶激發相位一致且 保留諧波結構而無相位不連續性之高頻帶激發訊號。非線 110638.doc -31 · •1317933 性函數亦在高頻率諧波之間提供一增加之雜音位準，其傾 向於比由諸如頻譜折疊及頻譜轉化之方法產生之音調高頻 率諧波聽起來更自然。可由頻譜延伸器A400之多種實施應 用之典型無記憶非線性函數包括絕對值函數（亦稱為全波 整流）、半波整流、乘方、立方及截割。頻譜延伸器A4〇〇 之其他實施可經組態以應用一具有記憶之非線性函數。 圖12為頻譜延伸器A400之一實施A402之方塊圖，其經 • 組態以應用一非線性函數以延伸窄頻帶激發訊號S8〇之頻 譜。升取樣器510經組態以對窄頻帶激發訊號S8〇進行升取 樣。可能需要對訊號進行充分升取樣以最小化應用非線性 函數時之頻疊。在一特定實例中，升取樣器51〇升取樣訊 號8倍。升取樣器510可經組態以藉由對輸入訊號進行補零 及對結果進行低通濾波而執行升取樣操作。非線性函數計 算器520經組態以將一非線性函數應用至經升取樣之訊 號。絕對值函數優於用於頻譜延伸之其他非線性函數（諸 φ 如乘方）之潛在優勢在於其不需要能量標準化。在某些實 施中，藉由除去或清除每一取樣之符號位元可有效應用絕 對值函數。非線性函數計算器52〇亦可經組態以對經升取 樣或頻譜延伸之訊號執行振幅校準。 降取樣器530經組態以對應用非線性函數之頻譜延伸結 果進行降取樣。可能需要降取樣器530在降低取樣率之前 執行帶通濾波操作以選擇該頻譜延伸訊號之一所要頻帶 (例如，以減小或避免由無用影像造成之頻疊或惡化）。亦 可能需要降取樣器530在一個以上階段中降低取樣率。 110638.doc -32- .1317933 圖12a為展示一頻譜延伸操作之一實例中各點處之訊號 頻镨的圖’其中頻率標度在各曲線上相同。曲線（a)展示窄 頻帶激發訊號S80之一實例之頻譜。曲線（b)展示訊號S80 在經升取樣8倍之後的頻譜《曲線（c)展示在應用一非線性 函數之後的延伸頻譜之一實例。曲線（d)展示在低通濾波之 後的頻譜。在此實例中’通頻帶延伸至高頻帶訊號S3〇之 頻率上限（例如，7 kHz或8 kHz)。 曲線（e)展示第一階段降取樣之後的頻譜，其中取樣率經 降低4/5以獲得一寬頻帶訊號。曲線（f)展示執行一高通濾 波操作以選擇延伸訊號之高頻率部分之後的頻譜，且曲線 (g)展示第二階段降取樣之後的頻譜，其中取樣率經降低 2/3 ^在一特定實例中，降取樣器53〇藉由使寬頻帶訊號通 過濾波器組A112之尚通濾波器130及降取樣器丨4〇(或具有 相同響應之其他結構或常用程式）來執行高通濾波及第二 具有高頻帶訊號S3 0之頻率範圍及 階段降取樣，以產生一 j 取樣率的頻譜延伸訊號。 如在曲線（g)中所見，曲線（f)所示之高頻帶訊號之降取 降取樣器530亦經組態
取樣及/或降取樣操作亦可經組熊 樣引起其頻譜反轉。在此實例中， 以對訊號執行頻譜變向操作。曲線 作之結果，頻譜變向操作W茲士# 行。此操作相當於將訊 1 π。注意到，藉由以不 亦可獲得相同結果。升 以包括再取樣以獲得具 110638.doc -33- -1317933 有高頻帶訊號S30之取樣率（例如，7 kHz)之頻错延伸訊 號。 如上所述’濾波器組A110及B120可經實施以使得窄頻 帶訊號S20及咼頻帶訊號S30之一或兩者在濾波器組Ali〇輸 出處具有一頻譜反轉形式，以頻譜反轉形式進行編碼及解 碼，且在輸出至寬頻帶語音訊號Sll〇中之前再次在濾波器 組B120處經頻譜反轉。當然，在此情況下，圖示之 頻譜變向操作並非為必需的，因為其將需要高頻帶激發訊 號S120同樣具有一頻譜反轉形式。 由頻譜延伸器A402執行之頻譜延伸操作之升取樣及降取 樣的各種任務可以許多不同方式加以組態及配置。舉例而 吕’圖12b為展示-頻譜延伸操作之另一實例中各點處之 訊號頻譜的圖’其中頻率標度在各曲線上相同。曲線⑷展 不窄頻帶激發訊號S8G之-實例之頻譜。曲線⑻展示訊號 S80在經升取樣2倍後之頻譜。曲線（c)展示應用一非線性函 數之後的延伸頻譜之—實例。在此情況下，可發生於較高 頻率中之頻疊是可接受的。 線W展示頻譜反轉操作之後的頻譜。曲線（e)展示單 1¾ #又降取樣之後的頻譜，其中取樣率經降低以獲得 ^ 延伸訊號。在此實例中，訊號為頻譜反轉形式且 可用於以此形式處理高頻帶訊號㈣之高頻帶編碼器入删 之一實施中。 由非線性函數言 +筲c· Λ 算益520產生之頻譜延伸訊號之振幅可 能會隨著頻率_ & & η口 β 曰而明顯下降。頻譜延伸器Α402包括一經 H0638.doc -34- J317933 組態以對降取樣訊號執行一白化操作之頻譜平化器540。 頻譜平化器540可經組態以執行一固定白化操作或以執行 一適應性白化操作。在適應性白化之一特定實例中，頻谱 平化器540包括：一 LPC分析模組，其經組態以計算來自 降取樣訊號之一組四個濾波器係數；及一四階分析滤波 器’其經組態以根據彼等係數來白化訊號。頻譜延伸器 Λ400之其他實施包括其中頻譜平化器54〇先於降取樣器53〇 對頻譜延伸訊號進行操作的組態。
高頻帶激發產生器A300可經實施以輸出調和延伸訊號 S160作為高頻帶激發訊號sl2〇。然而，在某些情況下，僅 使用調和延伸訊號作為高頻帶激發可能導致可聞假影。語 音之諳波結構在高頻帶中一般沒有在低頻帶中明顯，且在 高頻帶激發訊號中使用太多諧波結構會導致一嗡嗡聲音。 此假影可在來自女性發言者之語音訊號中尤其顯著。 實施例包括經組態以將調和延伸訊號⑽與雜音訊號混 合之高頻帶激發產生器A300之實施。如圖u所示，高頻帶 激發產生器A302包括一經組態以產生一隨機雜音訊號的雜 音f生器。在一實例中’雜音產生器彻經組態以產生 一早位變數白偽隨機雜音訊號，雖然在其他實施中雜音訊 號不必為白的且可具有一隨頻率變化之功率密度。可能需 要雜音產生器48〇經电 、i、、且恶以輸出雜音訊號作為一確定性 數使得其狀態可在解碼器處複製。舉例而士 。 480可經組態以輪出 。S產生器 W一 雜曰雜訊作為相同訊框内早先編碼之 貝訊（诸如乍頻帶濾波器參數S4〇 A編碼窄頻帶激發訊號 110638.doc •35- .1317933 S50)之確定性函數。 在與調和延伸訊號S160混合之前，由雜音產生器48〇產 生之隨機雜音訊號可經振幅調變以具有—時域包絡，該時 域包絡接近窄頻帶訊號82〇、高頻帶訊號S3〇、窄頻帶激發 訊號S80或調和延伸訊號§16〇之隨時間之能量分佈。如圖 11所示，阿頻帶激發產生器A3〇2包括一組合器47〇，其經 組態以根據由包絡計算器460計算得之時域包絡來振幅調 變由雜音產生器480產生之雜音訊號。舉例而言，組合器 470可實施為一乘法器，其經配置以根據由包絡計算器46〇 計算得之時域包絡來按比例調整雜音產生器48〇之輸出以 產生調變雜音訊號S170。 在高頻帶激發產生器A302之一實施A3〇4中，如圖13之 方塊圖所示，包絡計算器460經配置以計算調和延伸訊號 S160之包絡。在高頻帶激發產生器a3〇2之實施A306中， 如圖14之方塊圖所示，包絡計算器46〇經配置以計算窄頻 帶激發訊號S80之包絡。高頻帶激發產生器A302之另外實 施可另外經組態以根據窄頻帶音高脈衝在時間上的位置而 將雜音添加至調和延伸訊號S16 0。 包絡計算器460可經組態以將一包絡計算執行為一包括 一系列子任務之任務。圖15展示此任務之一實例Tl〇〇之流 程圖。子任務Τ110計算其包絡待模擬之訊號（例如，窄頻 帶激發訊號S80或調和延伸訊號S 1 60)之訊框之每一取樣的 平方’以產生一序列平方值。子任務Τ120對該序列平方值 執行一平滑操作。在一實例中，子任務Τ120根據以下表達 110638.doc -36· •1317933 式將第一階IIR低通濾波器應用於該序列： _Κ«) = ατ〇) + (1-α)χ«-1)， ⑴ 其中，X為濾波器輸入，y為遽波器輸出，η為一時域指 數’且a為一具有0.5與1之間的值之平滑係數。平滑係數之 值a可為固定的’或在一替代實施中，可為適應性的（根據 輸入訊號中之雜音指示）’以使得a在不存在雜音時較接近 1且在存在雜音時較接近0.5。子任務T130將平方根函數應 用於平滑化序列之每一取樣以產生時域包絡。 包絡計算器46〇之此實施可經組態而以連續及/或並行方 式來執行任務T100之各項子任務。在任務T100之另外實施 中，子任務Τ110可在經組態以選擇其包絡待模擬之訊號之 一所要頻率部分（諸如3_4 kHz之範圍）的帶通操作之後進 行。 組合器490經組態以混合調和延伸訊號s〗6〇與調變雜音 訊號S170以產生高頻帶激發訊號sn〇。組合器49〇之實施 可I組痞以（例如）將高頻帶激發訊號S120計算為調和延伸 訊號S160與調變雜音訊號817〇之和。組合器49〇之此實施 可涇組態以在求和之前藉由將加權因數施加至調和延伸訊 號S160及/或調變雜音訊號317〇而將高頻帶激發訊號si2〇 計算為:加權和。每一此加權因數可根據一或多個準則而 加以计异且可為一固定值或者為—基於逐個訊框或逐個子 訊框而計算得之適應性值。 圖Μ展示組合器49〇之一實施钩2之方塊圖，其經組態以 110638.doc -37· 1317933 將高頻帶激發訊號S120計算為調和延伸訊號。⑽與調變雜 音訊號sm之-加權和。組合器492經組態以根據調和加 權因數S180而加權調和延伸訊號Si60,稂媸 低據雜音加權因數 S190而加權調變雜音訊號S170,且將高 间頻帶激發訊號S120 輸出為加權訊號之和。在此實例中，組人 0器492包括一加 權因數計算器550,其經組態以計算調和加權因數s⑽及 雜音加權因數S190。
加權因數計算器550可經組態以根據高頻帶激發訊號 S120中所要諧波含量與雜音含量之比率來計算加權因數 S180及S190。舉例而言，可需要組合器492產生具有類似 於高頻帶訊號S30之諳波能量與雜音能量之比率的諧波能 量與雜音能量之比率之高頻帶激發訊號Sl2〇。在加權因^ 計算器550之某些實施中’加權因數sl8〇、si9〇係根據與 窄頻帶訊號S20或窄頻帶殘餘訊號之週期性相關之一或多 個參數（諸如音高增益及/或語音模式）*進行計算。加權因 數計算器550之此實施可經組態以（例向調和加權因數 S180指派一與音高增益成比例之值，且/或向用於無聲語 音訊號之雜音加權因數_指派一高於用於有聲語音訊號 之值。 在其他實施中，加權因數計算器55〇經組態以根據高頻 帶訊號S30之週期性度量來計算調和加權因數川⑷或雜 音加權因數S19G之值。在此實例中，加權因數計算器55〇 將調和加權因數咖計算為當前訊框或子訊框之高頻帶訊 號S30之自相關係數的最大值，丨中自相關在包括一音高 110638.doc -38- • 1317933 科之延遲但不包括零取樣之延遲的搜索範圍内執行。圖 17展示此具有長度11之搜索範圍之取樣的一實例，該範圍 之取樣集中於約一音高滯後之延遲周圍且具有不大於一音 高滯後之寬度。 圖17亦展示另一方法之實例，其中加權因數計算器55〇 分若干階段來計算高頻帶訊號S3〇之週期性度量。在第一 階段中，當前訊框被分成許多子訊框，且為每一子訊框獨 鲁 纟識別自相關係數為最大值之延遲。如上提及之，自相關 在包括一音向之延遲但不包括零取樣之延遲的搜索範圍 内執行。 在第阳^又中，一延遲訊框藉由將相應識別之延遲應用 至每一子訊框、串連所得子訊框以建構一最佳延遲訊框、 且將調和加權因數S180計算為原始訊框與最佳延遲訊框之 間的相關係數而建構。在另一替代方法中，加權計算器 550將調和加權因數sl8〇計算為第一階段中為每一子訊框 φ 獲得之最大自相關係數的平均值。加權因數計算器55〇之 實施亦可經組態以按比例調整相關係數且/或將其與另一 值組合以計算調和加權因數S180之值。 僅在另外指示訊框中存在週期性的情況下才可能需要加 權因數計算器550來計算高頻帶訊號S3〇之週期性度量。舉 例而§，加權因數計算器550可經組態以根據當前訊框之 週期性之另一指示符（諸如音高增益）與一臨限值之間的關 係來計算高頻帶訊號S30之週期性度量。在一實例中，加 權因數計算器550經組態以僅在訊框之音高增益（例如窄頻 110638.doc -39- 1317933 帶殘餘之適應性碼薄增益）具有大於05(或至少為〇·5)之值 時才對高頻帶訊號S30執行一自相關操作。在另一實例 中，加權因數計算器550經組態以僅為具有語音模式之特 定狀態之訊框（例如僅為有聲訊號）而對高頻帶訊號S3〇執 行一自相關操作。在此等情形下，加權因數計算器55〇可 經組態以為具有語音模式之其他狀態及/或更低音高增益 值的訊框指派一預設加權因數。 實施例包括經組態以根據除週期性以外之特徵來計算加 權因數的加權因數計算器550之其他實施。舉例而言，此 實施可經組態以為具有一較大音高滯後之語音訊號的雜音 增益因數S190指派一值，該值高於為具有一較小音高滯後 之語音訊號指派之值。加權因數計算器55〇之另一此實施 經組態以根據基本頻率之倍數處之訊號能量相對於其他頻 率分量處之訊號能量的度量來判定寬頻帶語音訊號S10或 高頻帶訊號S30之調和性度量。 見頻帶語音編碼器A100之一些實施經組態以基於本文所 述之音高增益及/或另一週期性或調和性度量來輸出週期 性或调和性之指示（例如，指示訊框為調和的還是為非調 和的之一位元旗標）。在一實例中，一相應寬頻帶語音解 碼器B 100使用此指示來組態諸如加權因數計算之操作。在 另一實例中’此指示在編碼器及/或解碼器處用於計算一 吞吾音模式參數之值。 可能需要高頻帶激發產生器A302來產生高頻帶激發訊號 S120 ’以使得激發訊號之能量大體上不受加權因數^肋及 110638.doc -40- 1317933 可1特定值的影響。在此情形下’加權因數計算器550 Ί且態以計算調和加權因數S18Q或雜音加權因數^列之 值(或自尚頻帶編碼器A2〇〇之儲存器或其他元件中接收此 值)’且根據如下表達式導出另一加權因數之值：
(Wham〇nic f + (Wn〇.se f ~ I 甘士 (2)
'、一e表示調和加權因數示雜音加權因 數sl9〇。另外，加權因數計算器550可經組態以根據當前 s或子訊框之週期性度量之值來在複數對加權因數 SH S190中選擇一相應對，其中該等對經預先計算以滿 "表達式（2)之恆定能量比。對於其中觀察到表達式 ⑺之加權因數計算器55〇之一實施而言，調和加權因數 S180之典型值的範圍為自狀7至約1()，且雜音加權因數 S190之典型值的範圍為自至約。加權因數計算器 550之其他實施可經組‘㈣根據表達式⑺之—版本而運 作’該版本係根據調和延伸訊號S16Q與調變雜音訊號叩〇 之間的所要基線加權而修改。 當一稀疏碼薄（其項目大多為零值）已用於計算殘餘之量 化表不時’合成語音訊號中可能出現假影。碼薄稀疏尤其 發生在窄頻帶訊號以低位元率編碼時H簿稀疏引起之 假影通常在時間上為準週期性的’且大多發生在3他以 上。因為人耳在較高頻率，具有較好的時間分解力，所以 此·#假影在高頻帶中可能更顯著。 實施例包括經組態以執行反稀疏遽波之高頻帶激發產生 110638.doc -41· .1317933 器A3 00之實施。圖18展示高頻帶激發產生器A3〇2之一實 施A3 12之方塊圖，其包括一經配置以過濾由逆量化器45〇 產生之經去量化之窄頻帶激發訊號之反稀疏濾波器6〇〇。 圖19展示高頻帶激發產生器幻〇2之一實施A314之方塊 圖，其包括一經配置以過濾由頻譜延伸器A4〇〇產生之頻譜 延伸訊號之反稀疏濾波器6〇〇。圖2〇展示高頻帶產生器 A3 02之實施八3 16的方塊圖，其包括一經配置以過渡組 合器490之輸出以產生高頻帶激發訊號sl2〇之反稀疏濾波 器600。當然’亦預期且在本文中清楚揭示將實施A3〇4及 八306之任一者之特徵與實施八312、八314及八316之任一者 之特徵組合在一起的高頻帶激發產生器Από之實施。反稀 疏濾波器600亦可配置於頻譜延伸器A4〇〇内：舉例而言， 在頻譜延伸器A402中之元件510、520、530及540之任一者 之後°清楚注意到’反稀疏濾波器6〇〇亦可與執行頻譜折 登、頻譜轉換或調和延伸之頻譜延伸器A4〇〇之實施一起使 用。 反稀疏濾波器600亦可經組態以改變其輸入訊號之相 位。舉例而言’可能需要反稀疏濾波器600經組態並配置 以使得高頻帶激發訊號S120之相位被隨機化、或者隨時間 而更平均地分佈。亦可能需要反稀疏濾波器600之響應在 頻4上為平坦的，以使得經過濾之訊號之量值頻譜沒有大 的改變°在—實例中，反稀疏濾波器600實施為具有根據 以下表達式之傳送函數的全通濾波器： 110638.doc -42- (3)。 • 1317933 η(ζ)=^ξ1.Μ±ξ! 1-〇.7ζ-4 1 + Ο.βζ-6 此濾波器之一作用在於可I開輸入訊號之能量，以使得其 不再集中於僅若干取樣中。
由碼薄稀疏引起之假影通常對於類雜音訊號更顯著，其 中殘餘包括較少音高資訊，且對於背景雜音中之語音亦如 此。在激發具有長期結構之情形下，稀疏通常引起較少假 影，且實際上相位修改可引起有聲訊號中之雜音。因此， 可能需要組態反稀疏濾波器6〇〇以過濾無聲訊號且使至少 一些有聲訊號在不發生改變的情況下通過。無聲訊號之特 徵在於·"低音南增益（例如’經量化之窄頻帶適應性碼薄 增益）及-頻譜傾角（例如，經量化之第一反射係數），該頻 4傾角接近零或為貞數’表明頻譜包絡隨頻率增加為平坦 的或向上傾斜的。反稀疏濾波器6〇〇之典型實施經組態以 過濾無聲聲音(例如’如由頻譜傾角之值所指示），以當音 间增益低於一臨限值（或不大於該臨限值）時過濾有聲聲 音，且另外使訊號在不發鸟改變的情況下通過。 。反稀疏濾波器600之其他實施包括兩個或兩個以上濾波 器，其經組態以具有不同的最大相位修正角(例如，高達 度）在此h形下，反稀疏濾波器600可經組態以根據 音1¾增益（例如，經暑务* 、^·里化之適應性碼薄或LTp增益）之值在 此等分量渡波器中進行選擇，以使得—較大的最大相位修
正角用於具有低音高婵M _曰阿增皿值之訊框。反稀疏濾波器6〇〇之 實施亦包括Μ組4以在頻譜之—定範圍内修正相位的不 同分量遽波器’以使得-經組態以在輸人訊號之較寬頻率 110638.doc -43- .1317933 範圍内修正相位的濾波器用於具有較低音高增益值之訊 框。 對於編碼語音訊號之準確複製而言，可能需要合成寬頻 帶語音訊號S100之高頻帶部分與窄頻帶部分的位準之間的 比率類似於原始寬頻帶語音訊號S10中之比率。除了由高 頻帶編碼參數S60a表示之頻譜包絡以外，高頻帶編碼器 A200可經組態以藉由指定一臨時或增益包絡來表現高頻帶 訊號S30之特徵。如圖10所示，高頻帶編碼器a2〇2包括一 高頻帶增益因數計算器A230，其經組態並配置以根據高頻 帶訊號S30與合成高頻帶訊號s 130之間的關係（諸如在一訊 框或其某部分内兩個訊號之能量之間的差值或比率）來計 算一或多個增益因數。在高頻帶編碼器A202之其他實施 中’高頻帶增益計算器A230可經類似地組態但經配置以根 據高頻帶訊號S30與窄頻帶激發訊號S80或高頻帶激發訊號 S120之間的時間變化關係來計算增益包絡。 窄頻帶激發訊號S80與高頻帶訊號S30之臨時包絡很可能 為類似的。因此，編碼一基於高頻帶訊號S3〇與窄頻帶激 發訊號S80(或自其導出之訊號，諸如高頻帶激發訊號sl2〇 或合成高頻帶訊號S130)之間的關係之增益包絡一般將比 編碼一僅基於高頻帶訊號S30之增益包絡更有效。在一典 型實施中’高頻帶編碼器A202經組態以輸出為每一訊框指 疋五個增益因數之具有8至12位元之經量化之指數。 高頻帶增益因數計算器A23 0可經組態以將增益因數計算 執行為一包括一或多個系列之子任務的任務。圖21展示此 110638.doc -44- 1317933 任務之一實例T200之流程圖’其根據高頻帶訊號s3〇與合 成高頻帶訊號S130之相對能量來計算一相應子訊框之增益 值。任務220a及220b計算個別訊號之相應子訊框之能量。 舉例而言’任務220a及220b可經組態以將該能量計算為個 別子訊框之取樣之平方的和。任務T230將子訊框之增益因 數計算為彼等能量之比率之平方根。在此實例中，任務 T230將增益因數計算為子訊框内高頻帶訊號S3〇之能量與 合成高頻帶訊號S130之能量的比率之平方根。 可能需要高頻帶增益因數計算器A2 3 0經組態以根據—視 窗函數來計算子訊框能量。圖22展示增益因數計算任務 T200之此實施T210之流程圖。任務T215a將一視窗函數應 用至咼頻帶訊號S30，且任務T215b將相同視窗函數應用至 合成高頻帶訊號S130。任務220a及220b之實施222a及222b 計算個別視窗之能量，且任務T230將子訊框之增益因數計 算為能量比率之平方根。 可能需要應用一覆蓋相鄰子訊框之視窗函數。舉例而 言’一產生可以一覆蓋相加方式應用之增益因數的視窗函 數可幫助減少或避免子訊框之間的不連續性。在一實例 中，高頻帶增益因數計算器A230經組態以應用如圖23&所 示之梯形視窗函數’其中視窗覆蓋兩個相鄰子訊框之每_ 者達1毫秒。圖23b展示將此視窗函數應用至一 2〇毫秒訊框 之5個子訊框之每一者。高頻帶增益因數計算器a23〇之其 他實可經組態以應用具有不同覆蓋週期及/或可為對稱 或不對稱之不同視窗形狀（例如矩形、漢明）的視窗函數。 110638.doc -45· .1317933 尚頻帶增益因數計算器A230之一實施亦可能經組態以將不 同視窗函數應用至一訊框内之不同子訊框，且/或一訊框 亦可能包括具有不同長度之子訊框。 下列值展現為特定實施之實例，而並無限制。假設此等 情形下使用一20毫秒之訊框’雖然可使用任何其他持續時 間。對於以7 kHz取樣之高頻帶訊號而言，每一訊框均具 有140個取樣。若將此訊框分成具有相等長度之五個子訊 框，則每一訊框具有28個取樣，且圖23&中所示之視窗將 為42個取樣寬。對於以8 kHz取樣之高頻帶訊號而言，每 一訊框具有160個取樣。若將此訊框分成具有相等長度之 五個子訊框，則每一訊框將具有32個取樣，且圖23a所示 之視窗為48個取樣寬》在另一實施中，可使用具有任何寬 度之子訊框，且高頻帶增益計算器A23〇之一實施甚至可能 經組態以為一訊框之每一取樣產生一不同增益因數。 圖24展示高頻帶解碼器B2〇〇之一實施B2〇2之方塊圖。 高頻帶解碼器B202包括一高頻帶激發產生器B3〇〇，其經 組態以基於窄頻帶激發訊號S80而產生高頻帶激發訊號 S120。視特定系統設計選擇而定，高頻帶激發產生器B3〇〇 可根據如本文所述之高頻帶激發產生器A3 〇〇之實施之任何 者而加以實施。通常需要實施與特定編碼系統之高頻帶編 碼器之高頻帶激發產生器具有相同響應的高頻帶激發產生 器B300。然而，因為窄頻帶解碼器BU〇通常執行編碼窄頻 帶激發訊號S50之去量化，所以在大多情形下，高頻帶激 發產生器B300可經實施以自窄頻帶解碼器BU〇接收窄頻帶 110638.doc • 46- 1317933 激發訊號S80，且無需包括經組態以去量化編碼窄頻帶激 發訊號S50之逆量化器。窄頻帶解碼器B110亦可能經實施 以包括反稀疏滤波器600之一實體，其經配置以在經去呈 化之窄頻帶激發訊號被輸入至一窄頻帶合成濾波器（諸如 濾波器330)之前對其進行過濾。 逆量化器560經組態以去量化高頻帶濾波器參數86〇&(在 此實例中，去量化為一組LSF)，且LSF至LP濾波器係數轉 換570經組態以將LSF轉換為一組濾波器係數（例如，如上 文參看窄頻帶編碼器A122之逆量化器240及轉換25〇所 述）。如上提及之，在其他實施中，可使用不同係數組（例 如，倒頻譜系數）及/或係數表示（例如，isp)e高頻帶合成 濾波器B200經組態以根據高頻帶激發訊號s i 2〇及該組濾波 器係數而產生一合成高頻帶訊號。對於其中高頻帶編碼器 包括合成濾波器之系統而言（例如，如在上述編碼器 A202之實例中）’可能需要實施與彼合成濾波器具有相同 響應（例如，相同傳送函數）之高頻帶合成濾波器B2〇〇。 咼頻帶解碼器B202亦包括：一逆量化器58〇，其經組態 以去量化兩頻帶增益因數S6〇b ;及一增益控制元件59〇(例 如，乘法器或放大器），其經組態並配置以將該等經去量 化之增益因數應用於合成高頻帶訊號以產生高頻帶訊號 S100。對於其中一訊框之增益包絡由一個以上增益因數指 定之情形而言，增益控制元件590可包括經組態以可能根 據與由相應高頻帶編碼器之增益計算器（例如，高頻帶增 盈5十算器A230)所應用之視窗函數相同或不同的視窗函數 110638.doc -47- 1317933 在高頻帶解碼器 類似組態但經配 窄頻帶激發訊號 而將增益因數應用於個別子訊框的邏輯。 Β202之其他實施中，增益控制元件59〇經 置以將該等經去量化之增益因數應用於 S80或高頻帶激發訊號si2〇。 如上提及之’可能需要在高頻帶編碼器及高頻帶解石馬器 中獲得相同狀態（例如，藉由在編碼期間使用經去量化之 值）。因此，在根據此實施之編碼系統中，可能需要確保
高頻帶激發產生器Α300及Β300中之相應雜音產生器具有 相同狀態。舉例而言，此實施之高頻帶激發產生器㈣〇及 謂0可經組態以使得雜音產生器之狀態為已在相同訊㈣ 經編碼之資訊（例如，窄頻帶濾波器參數S4〇或其一部分、 及/或編碼窄頻帶激發訊號S5〇或其一部分）之確定性函數。 本文所述之元件之量化器中之一或多者（例如，量化器 230、420或430)可經組態以執行分類向量量化。舉例而 言，此量化器可經組態以基於已在窄頻帶通道及/或高頻 帶通道中之相同訊框内經編碼之資訊而選擇一組碼薄中之 一者。此技術通常以犧牲額外碼薄儲存為代價來增加編蝎 效率。 如以上參看（例如）圖8及圖9所述，在將粗略頻譜包絡自 窄頻帶語音訊號S20中移除之後，一相當數量之週期結構 仍保留於殘餘訊號中。舉例而言，殘餘訊號可含有—序列 隨時間之約略週期脈衝或峰值。此結構（其通常與音高相 關）尤其可能發生於有聲語音訊號中。窄頻帶殘餘訊號之 里化表不之計算可包括根據由（例如）一或多個碼薄表示之 110638.doc -48- .1317933 長期週期性模式來編碼此音高結構。 一實際殘餘訊號之I高結構可不與週期性模式完全匹 配舉例而g，殘餘訊號可在音高脈衝之位置之規律性中 包括小抖動，以使得-訊框中之連續音高脈衝之間的距離 不凡王相等且該結構不非常規律。此等不規律性傾向於降 低編媽效率。
乍頻帶編碼器A120之一些實施可經組態以藉由在量化之 前或量化期間將-適應性時間校準應用於殘餘或藉由另外 於編碼激發訊號中包括-適應性時間校準而執行音高結構 之規律化》舉例而言，此編碼器可經組態以選擇或者計算 時間校準之程度（例如，根據一或多個感知加權及/或誤差 最小化準則）’以使得所得激發訊號最佳符合長期週期性 模式。音高結構之規律化由稱為鬆弛碼激發線性預測 (RCELP)編碼器之一子組CELp編碼器執行。 一 RCELP編碼器通常經組態以將時間校準執行為一適應 性時間移位《此時間移位可為一自若干負毫秒至若干正毫 秒範圍内之延遲，且其通常平滑地變化以避免可聞不連續 性。在-些實施中，此編碼器經組態而以分段形式施加規 律化’其中每-訊框或子訊框由一相應固定時間移位來校 準。在其他實施中，編碼器經組態以將規律化施加為一連 續校準函數，以使得_•訊框或子訊框根據—音高周線（亦 稱為音高軌線）而加以校準。在一些情形下（例如，如美國 專利申請公開案2004/0098255所述），編碼器經組態以藉由 將移位施加至一用以計算編碼激發訊號之感知加權輸入訊 110638.doc •49· .1317933 號而將一時間校準包括於編碼激發訊號中。 編碼器計算一經規律化並量化之編碼激發訊號，且編蝎 器去量化編碼激發訊號以獲得用於合成編碼語音訊號之激 發訊號。因此，解碼輸出訊號展現與經由規律化而包括於 編碼激發訊號中之變化延遲相同的變化延遲。通常，並無 指定規律化量之資訊傳輸至解碼器。 規律化傾向於使得殘餘訊號更容易編碼，此改良了來自 長期預測器之編碼增益，且因此提高了整體編碼效率，而 一般不產生假影。可能需要僅對有聲訊框執行規律化。舉 例而言，窄頻帶編碼器A124可經組態以僅移位彼等具有長 期結構之訊框或子訊框，諸如有聲訊號。甚至可能需要僅 對包括音高脈衝能量之子訊框執行規律化。RCELp編碼之 各種實施在美國專利第5,704,003號（Kleijn等人）及第 6,879,955號（Rao)以及美國專利申請公開案 2004/0098255(K〇vesi等人）中描述。RCELp編碼器之現有 實施包括如電信行業協會（TIA)IS_127中描述之增強型可變 速率編解碼器（EVRC)、及第三代合作夥伴項目2(3Gpp2) 可選模式聲碼器（SMV)。 不幸的疋，規律化可對寬頻帶語音編碼器造成問題，其 中高頻帶激發係自編碼窄頻帶激發訊號導出（諸如包括寬 頻帶語音編碼器A100及寬頻帶語音解碼器m〇〇之系統）。 由於其係自經時間校準之訊號中導出，因而高頻帶激發訊 :一般具有一不同於原始高頻帶語音訊號之時間剖面。換 口之，尚頻帶激發訊號將不再與原始高頻帶語音訊號同 110638.doc • 50- .1317933 步。 經校準之高頻帶激發訊號與原始高頻帶語音訊號之間的 夺間未對準可引起若干問題。舉例而言，經校準之高頻帶 激發訊號可能不再為根據自原始高頻帶語音訊號操取之遽 人。"參數而組態之合成濾波器提供一適當源激發。因此， 合成高頻帶訊號可含有降低解碼寬頻帶語音訊號之感知品 質的可聞假影。 時間未對準亦可引起增益包絡編碼無效率。如上提及 =，乍頻帶激發訊號S80與高頻帶訊號S3〇之臨時包絡之間 可能存在相關性。藉由根據此等兩個臨時包絡之間的關係 來編碼高頻帶訊號之增益包絡，與直接編碼增益包絡相 η比’可實現編碼效率之增加。然而，當編碼窄頻帶激發訊 號經規律化時，此相關性可被減弱。窄頻帶激發訊號S80 與高頻帶訊號S30之間的日㈣未對準可能使得在高頻帶增 益因數S60b中出現波動，且編碼效率可能下降。 實施例包括寬頻帶語音編碼方法，其根據包括於一相應 編碼窄頻帶激發訊號中之時間校準而執行高頻帶語音訊號 之時間板準。此等方法之潛在優勢包括改良解瑪寬頻帶語 音訊號之品質及/或改良編碼高頻帶增益包絡之效率。 圖25展示寬頻帶語音編碼器Ai〇〇之實施細〇之方塊 圖。編碼器細〇包括窄頻帶編碼HA120之一實施A124， 其經組態以在計算編碼窄頻帶激發訊號S50期間執行規律 化。舉例而言，窄頻帶編竭器A124可根據上述RcELp實施 中之一或多者而組態。 H0638.doc -51· .1317933 二窄頻帶編碼器人124亦經組態以輸出一指定所應用之時間 校準之程度的規律化資料訊號SD1〇。對於其中窄頻帶編碼 器A124經組態以將一固定時間移位應用於每一訊框或子訊 框的各種情形而言，規律化資料訊號SD10可包括一系列 值4等值將每一時間移位量表示為一整數或非整數值 (以取樣、毫秒或其他一些時間增量為單位）。對於其中窄 頻帶編碼器A124經組態以另外修正一訊框或其他序列之取 鲁 樣之時間標度（例如，藉由壓縮一部分且延伸另一部分）的 情形而言，規律化資訊訊號SD10可包括該修正之一相應描 述諸如一組函數參數。在一特定實例中，窄頻帶編碼器 A124經組態以將一訊框分成三個子訊框且計算每一子訊框 之固定時間移位，以使得規律化資料訊號SD1〇表示編碼窄 頻帶訊號之每一規律化訊框的三個時間移位量。 寬頻帶語音編碼器AD10包括一延遲線D12〇，其經組態 以根據由一輪入訊號指示之延遲量來推進或推後高頻帶語 • 4訊號S30之部分，以產生經時間校準之高頻帶語音訊號 S3〇a。在圖25所示之實例中，延遲線叫難組態以根據由 規律化資料訊號SD10指示之校準來對高頻帶語音訊號s3〇 進订時間校準以此方式，包括於編碼f頻帶激發訊號 S50中之相同量之時間校準亦在分析之前應料高頻帶語 音訊號S30之相應部分。隸此實例將延遲線〇12〇展示為 -獨立於高頻帶編碼器趣之元件，但在其他實施中延遲 線D120經配置作為高頻帶編碼器之一部分。 高頻帶編碼器A200之另外實施可經組態以執行未校準高 110638.doc -52- .1317933 頻帶語音訊號S30之頻譜分析（例如，Lpc分析），且在計算 馬頻帶增益參數S60b之前執行高頻帶語音訊號S3〇之時間 校準。此編碼器可包括（例如）經配置以執行時間校準之延 遲線D120之實施。然而，在此等情形下，基於未校準訊號 S30之分析的高頻帶濾波器參數S6〇a可描述一與高頻帶激 發訊號S12 0在時間上未對準之頻譜包絡。 延遲線D120可根據適合將所要時間校準操作應用於高頻 帶語音訊號S30之邏輯元件與儲存元件的任何組合而組 態。舉例而言，延遲線D120可經組態以根據所要時間移位 來自一緩衝器讀取高頻帶語音訊號S3()。圖26a展示包括一 移位暫存器SR1之延遲線012〇之此實施0122的示意圖。移 位暫存器SR1為一具有某長度m之緩衝器，其經組態以接 收並儲存高頻帶語音訊號S30之m個最近取樣。值m至少等 於所支持之最大正（或，’推進”）與負（或”推後"）時間移位之 和使值於咼頻帶訊號S30之一訊框或子訊植之長度 可為便利的。 延遲線D122經組態以自移位暫存器SR1之偏移位置〇乙輸 出經時間校準之高頻帶訊號S3〇a。偏移位置〇L之定位根 據由（例如）規律化資料訊號SD10所指示之當前時間移位而 圍繞一參考定位（零時間移位）變化。延遲線D122可經組態 以支持相等推進及推後限制、或者一限制大於另一限制以 使得在一方向執行之移位大於在另一方向執行之移位β圖 26a展示一支持正時間移位大於負時間移位之特定實例。 延遲線D122可經組態以一次輸出一或多個取樣（例如，視 110638.doc -53- .1317933 輸出匯流排寬度而定）。 具有若干毫秒以上之度量之規律化時間移位可在解瑪訊 號中造成可聞假影。通常’由窄頻帶編碼器Ai24執行之規 律化時間移位之度量不超料干毫秒，以使得由規律化資 料訊號SD10指示之時間移位受到限制。然而，在此等情形 下，可能需要延遲線D122經組態以在正及/或負方向上對 時間移位強加一最大限制，（例力，以觀測一比由窄頻帶 編碼器所強加之限制更緊密的限制）。 圖26b展示包括-移位視窗sw之延遲線⑴^之一實施 IM24的示意圖。在此實例中，偏移位置〇l之定位受移位 視窗SW限制。雖然圖26b展示其中緩衝器長度m大於移位 視窗sw之寬度的情形，但是延遲線〇124亦可經實施以使 得移位視窗SW之寬度等於m。 在其他實施中，延遲線D120可經組態以根據所要時間移 位將高頻帶語音訊號S30寫入一緩衝器。圖27展示包括經 組態以接收及儲存高頻帶語音訊號S3〇之兩個移位暫存器 SR2及SR3的延遲線D12〇之此實施〇13〇的示意圖。延遲線 D130經組態以根據由（例如）規律化資料訊號sdi〇指示之時 間移位而將一訊框或子訊框自移位暫存器SR2寫入移位暫 存器SR3。移位暫存器SR3經組態為一經配置以輸出經時 間杈準之高頻帶訊號S30的FIFO緩衝器。 在圖27所示之特定實例中，移位暫存器SR2包括一訊框 緩衝器部分FB1及一延遲緩衝器部分db，且移位暫存器 SR3包括一訊框緩衝器部分fb2、一推進緩衝器部分'Η及 110638.doc -54- .1317933 推後緩衝器„(5分RB。推進緩衝器AB與推後緩衝器仙之 長度可為相等的’或一者可大於另一者，以使得在一方向 t所支持之位移大於另一方向上所支持之移位。延遲緩衝 器DB及推後緩衝器部分RB可經組態以具有相等長度。或 者，延遲缓衝器DB可比推後緩衝器⑽更短’以考慮到將 取樣自訊框緩衝器FB1傳送至移位暫存器SR3所需要之時 1門隔該傳送可旎包括其他處理操作，諸如在將取樣儲 存至移位暫存器SR3以前對其進行校準。 在圖27之實例中，訊框緩衝器FB1經組態以具有與高頻 帶訊號S30之-訊框相等的長度。在另一實例中，訊框緩 衝器FB1經組態以具有與高頻帶訊號S3〇之一子訊框之長度 相等的長度。在此情形下，延遲線〇13〇可經組態以包括將 相同（例如，一平均）延遲應用於待移位之一訊框之所有子 訊框的邏輯。延遲線⑴儿亦可包括對來自訊框緩衝器 之值求平均值之邏輯，其中值覆寫於推後緩衝器rb或推 鲁進緩衝器AB中。在另-實例中，移位暫存器SR3可經組態 以僅經由訊框缓衝器FB1來接收高頻帶訊號S3〇之值，且在 此情形下，延遲線D130可包括跨寫入移位暫存器sr3之連 績訊框或子訊框之間的間隙而進行内插之邏輯。在其他實 施中，延遲線D130可經組態以在將來自訊框緩衝器FB1之 取樣寫入移位暫存器SR3之前對其執行一校準操作（例如， 根據由規律化資料訊號SDi〇描述的函數）。 可能需要延遲線D120應用一基於（但並非相同於）由規律 化資料訊號SD10所指定之校準的時間校準。圖28展示包括 110638.doc -55- .1317933 一延遲值映射器D11()之寬頻帶語音編碼器細0之一實施 AD12的方塊圖。延遲值映射器Dm經組態以將由規律化 資料訊號SD10所指示之校準映射至映射延遲值sDi〇a中。 延遲線D12G經配置以根據由映射延遲值則⑹所指示之校 準而產生經時間校準之高頻帶語音訊號S3〇a。 由窄頻帶編碼賴制之時間移位可預期隨時間而平滑 展開。因A ’通常足以計算在一語音訊框期間應用於子訊 框之平均窄頻帶時間移位，並根據此平均值而移位高頻帶 語音訊號S30之-相應訊框。在—此實例中，延遲值映射 器m1〇經組態以計算每一訊框之子訊框延遲值之平均值， 且延遲線D120經組態以將計算得之平均值應用於高頻帶訊 號S30之一相應訊框。在其他實例中，可計算並應用在一 較短時期（諸如兩個子訊框或一訊框之一半）或一較長時期 (諸如兩個訊框）内的平均值。在其中平均值為取樣之非整 數值的情形下，延遲值映射器DU〇可經組態以在將該值輸 出至延遲線D120之前將其四捨五入為整數數目個取樣。 窄頻帶編碼器A124可經組態以在編碼窄頻帶激發訊號中 包括非整數數目個取樣之規律化時間移位。在此情形下， 可需要延遲值映射器D110經組態以將窄頻帶時間移位四捨 五入為整數數目個取樣，且可需要延遲線Dl2〇將該四捨五 入之時間移位應用於高頻帶語音訊號S3 〇。 在寬頻帶語音編碼器AD10之一些實施中，窄頻帶語音 訊號S20與高頻帶語音訊號S30之取樣率可為不同的。在此 等情形下，延遲值映射器DU0可經組態以調節在規律化資 110638.doc 56· .1317933 料訊號SD1G中所指示之時間移位量，以解決窄頻帶語音訊 號S20(或窄頻帶激發訊號S8〇)之取樣率與高頻帶語音訊號 S3 0之取樣率之間的差值。舉例而言，延遲值映射器⑴ 可經組態以根據取樣率之比率來按比例調整時間移位量。 在以上提及之一特定實例中，窄頻帶語音訊號S2〇以8 kHz 進行取樣，且高頻帶語音訊號83〇以7让^^進行取樣❶在此 情形下，延遲值映射器DU〇經組態以將每一移位量乘以
7/8。延遲值映射器Dn〇之實施亦可經組態以執行此按比 例調整操作，同時執行本文所述之整數四捨五入及/或時 間移位求平均值操作。 在另外實施中，延遲線〇120經組態以另外修正一訊框或 其他序列之取樣之時間標度（例如’藉由壓縮一部分且延 伸另-部分）。舉例而言，窄頻帶編碼器Am可經組態以 根據諸如音高周線或軌線之函數來執行規律化。在此情形 :’規律化資料訊號SD1〇可包括該函數之相應描述(二 —組參數），且延遲線則可包括經組態以根據該函數來 校準高頻帶語音訊號S3〇之訊框或子訊框之邏輯。在盆他 實施中，延遲值映射器D11〇經組態以在函數由延遲線 叱〇應用於高頻帶語音訊號S3G之前對該函數求平均值、 3按比例調整及/或四捨五人。舉例而t，延遲值映射 或多個延遲值，其 延遲值指示多個取樣，該等取樣接著由延遲線Dm 應用以對高頻帶語音訊號S3〇之一或多個 框進行時間校準。 應訊框或子訊 110638.doc -57- •1317933 圖29展示根據一包括於一相應編瑪窄頻帶激發訊號中之 時間校準而對一高頻帶語音訊號進行時間校準之方法 MD100的流程圖。任務TD100處理一寬頻帶語音訊號以獲 传一窄頻帶語音訊號及一高頻帶語音訊號。舉例而言，任 務TD100可經組態以使用具有低通濾波器及高通據波器之 遽波器組（諸如滤波器組A110之一實施）來過遽寬頻帶語音 訊號。任務TD200將窄頻帶語音訊號編碼為至少一編碼窄 頻帶激發訊號及複數個窄頻帶濾波器參數。編碼窄頻帶激 發訊號及/或渡波器參數可經量化，且編竭窄頻帶語音訊 號亦可包括其他參數（諸如一語音模式參數）。任務TD2〇〇 亦在編碼窄頻帶激發訊號中包括一時間校準。 任務TD300基於一窄頻帶激發訊號而產生一高頻帶激發 訊號。在此情形下’窄頻帶激發訊號係基於編碼窄頻帶激 發訊號。根據至少該高頻帶激發訊號，任務Τ〇400將高頻 帶語音訊號編碼為至少複數個高頻帶濾波器參數。舉例而 言，任務TD400可經組態以將高頻帶語音訊號編碼為複數 個經量化之LSF。任務TD5〇〇將一時間移位施加於高頻帶 语音訊號，該時間移位係基於與包括於編碼窄頻帶激發訊 號中之時間校準相關之資訊。 任務TD400可經組態以對高頻帶語音訊號執行一頻譜分 析（諸如一LPC分析），且/或計算高頻帶語音訊號之一増益 包絡。在此等情形下，任務TD500可經組態以在分析及/或 增益包絡計算之前將時間移位應用於高頻帶語音訊號。 寬頻帶語音編竭器A1⑽之其他實施經組態以反轉由一包 110638.doc •58- .1317933 括於編碼窄頻帶激發訊號中之時間校準引起的高頻帶激發 訊號SUO之時間校準。舉例而言，高頻帶激發產生器讀 可經實施以包括延遲線D12G之—實施，其經組態以接收規 律化資料訊號SD10或映射延遲值SDl〇a，且將一相應反轉 時間移位應用於窄頻帶激發訊號S8〇及/或基於其之一後績 訊號’諸如調和延伸訊號S160或高頻帶激發訊號si2〇。
^另外寬頻帶語音編碼器實施可經組態以將窄頻帶語音訊 號S20與高頻帶語音訊號训彼此獨立而進行編碼，以使得 高頻帶語音訊號S30,經編碼為一高頻帶頻譜包絡及一高頻 帶激發訊號之-表示。此實施可經組態以執行高頻帶殘餘 訊號之時間校準，或另外根據與包括於編碼窄頻帶激發訊 號中之時間校準相關之資訊將—時間校準包括於—編碼高 頻帶激發訊號中。舉例而言，高頻帶編碼器可包括本文所 述之延遲線D120及/或延遲值映射器〇11〇之一實施，該延 遲線D120及/或該延遲值映射器DU〇經組態以將一時間校 準應用於高頻帶殘餘訊號。此操作之潛在優勢包括更有效 編碼高頻帶殘餘訊號及更好匹配合成窄頻帶語音訊號與高 頻帶語音訊號。 如上注意到，高頻帶編碼器A2〇2可包括一高頻帶增益因 數計算器A230 ’其經組態以根據高頻帶訊號s3〇與一基於 窄頻帶訊號S20之訊號（諸如窄頻帶激發訊號§8〇、高頻帶 激發訊號S120或合成高頻帶訊號sl3〇)之間的時間變化關 係來計算一系列增益因數。 圖,33a展示高頻帶增益因數計算器A23〇之一實施A232之 I10638.doc -59- •1317933 方塊圖。高頻帶增益因數計算器A232包括：包絡計算器 G10之一實施G1 Oa ’其經配置以計算一第一訊號之一包 絡；及包絡計算器G10之一實施G1 Ob，其經配置以計算一 第二訊號之一包絡。包絡計算器〇10&及G10b可為相同的 或可為包絡計算器G10之不同實施之範例。在一些情形 下，包絡計算器G1 Oa及G1 Ob可經實施為經組態以在不同 時間處理不同訊號之相同結構。 包絡計算器GlOa及G1 Ob每一者可經組態以計算一振幅
包絡（例如’根據一絕對值函數）或一能量包絡（例如，根據 一平方函數卜通常，每一包絡計算器G1〇a、G10b經組態 以汁算相對於輸入訊號而進行子取樣之包絡（例如，輸入 訊號之每一訊框或子訊框具有一值之包絡）。如以上參看 (例如）圖21至23b所述，包絡計算器G1〇a及/或⑺叽可經組 態以根據一視窗函數（其可經配置以覆蓋相鄰子訊框）來計 算包絡。 因數計算HG20經組態以根據隨時間之兩個包絡之間的 時間變化關係來計算—系列增益因數。在上述—實例中， 因數計算HG20將每-增益因數計算為―相應子訊框内包 絡之比率的平方根。或者，因數計算器⑽可經組態以基 於包絡之間的-距離（諸如在相應子訊框期間包絡之間的 差值或有符號平方差值）來計算m因數。可能需要 組態因數計算器—而以分貝或其他以對數方式按比 例調整形式來輸出增益因數之計算值。 方'知比 圖3315展不—包括高頻帶增益因數計算器A232之-般化 110638.doc • 60 - ,1317933 配置的方塊圖，其中包絡計算器Gl〇a經配置以計算一基於 窄頻帶訊號S20之訊號之包絡，包絡計算器g 1 Ob經配置以 計算高頻帶訊號S3〇之一包絡，且因數計算器G20經組態以 輸出高頻帶增益因數S60b(例如，至一量化器）。在此實例 中’包絡計算器G1 Oa經配置以計算一自中間處理p 1接收之 訊號之包絡’該中間處理P1可包括經組態以計算窄頻帶激 發訊號S80、產生高頻帶激發訊號S12〇及/或合成高頻帶訊 號S 130的如本文所述之結構。為方便起見，下文描述假設 包絡計算器G10a經配置以計算合成·高頻帶訊號S130之包 絡’雖然其中包絡計算器G10a經配置以計算窄頻帶激發訊 號S80或高頻帶激發訊號s 120之包絡的實施被明顯地預期 並在本文中揭示。 高頻帶訊號S30與合成高頻帶訊號S130之間的類似程度 可指示解碼高頻帶訊號S100與高頻帶訊號S30有多相似。 具體言之，高頻帶訊號S3 0之臨時包絡與合成高頻帶訊號 S130之臨時包絡之間的類似性可指示可預期解碼高頻帶訊 號S100具有一良好聲音品質且與高頻帶訊號δ3〇感知上類 似。 可預期窄頻帶激發訊號S80與高頻帶訊號S30之包絡之形 狀會在時間上類似，且因此在高頻帶增益因數S6〇b之間將 發生相對报小的變化。實務上’包絡之間的關係隨時間而 發生的較大變化（例如’包絡之間的比率或距離中發生的 較大變化）、或基於包絡之增益因數之間的隨時間而發生 的較大變化可看作為合成高頻帶訊號S130與高頻帶訊號 110638.doc -61 · 1317933 S 3 0非常不同的指示。舉例而言，此變化可指示高頻帶激 發訊號S120在彼時間段内與實際高頻帶殘餘訊號匹配不 良。在任何情形下，包絡之間或增益因數間的關係中隨時 間而發生之較大變化可指示解碼高頻帶訊號S100與高頻帶 訊號S30的差異大到不可接受。 可能需要偵測合成高頻帶訊號S130之臨時包絡與高頻帶 訊號S30之臨時包絡之間的關係（諸如包絡之間的比率或距 離）隨時間而發生的顯著變化，且因此降低對應於彼週期 之高頻帶增益因數S60b之水平。高頻帶編碼器A2〇2之另外 實施可經組態以根據包絡之間的關係隨時間發生的變化及 /或增益因數間隨時間發生的變化來衰減高頻帶增益因數 S60b。圖34展示高頻帶編碼器A202之一實施A203之方塊 圖’其包括一經組態以在量化之前適應性地衰減高頻帶增 益因數S60b之增益因數衰減器G30。 圖35展示一包括高頻帶增益因數計算器a232及增益因數 衰減器G30之一實施G32之配置的方塊圖。增益因數衰減 器G32經組態以根據高頻帶訊號S3〇之包絡與合成高頻帶訊 號S13 0之包絡之間的關係隨時間發生的變化（諸如包絡之 間的比率或距離隨時間發生的變化）來衰減高頻帶增益因 數S60-1。增益因數衰減器G32包括一變化計算器g4〇，其 經組態以估計在一所要時間間隔内（例如，在連續增益因 數之間或在當前訊框内）發生之關係改變。舉例而言，變 化計算器G 4 0可經組態以計算當前訊框内包絡之間的連續 距離之平方差值的和。 110638.doc • 62 - .1317933 增益因數衰減器G32包括—因數計算器⑽，其經組態 以根據所計算之變化來選擇或者計算衰減因數值。增益因 數哀減器G3 2亦包括—έ日人, 匕枯組合器（諸如一乘法器或加法器）， 其經組態以將衰減因數應用於高頻帶增益因數S6(M以獲 仔回，帶增益因數S6()_2 ’該等高頻帶增益因數S⑽可隨 後經量化以進行儲存或傳輪。對於其中變化計算器⑽經 組態以為每對包絡值產生所計算之變化之個別值⑼如， 計算為包絡之間的當前距離與先前或後續距離之間的平方 差值）的情形而言，增器姑也丨； 益控制7G件可經組態以將一個別衰 減因數應用於每-增益因數。對於其中變化計算器⑽經 組態以為每組包絡值對產生所計算之變化之一值（例如， f前訊框之該等對包絡值之—所計算之變化）的情形而 曰益控制元件可經組態以將相同衰減因數應用於一個 以上相應增益因數，諸如應用於相應訊框之每—增益因
數。在-典型實例中’衰減因數之值可在自最小量值零dB 至最大量值6 dB(或去，白 (飞#自因數1至因數0.25)之範圍内，雖 然可使用任何想要範圍。注意到，以犯形式表達之衰減因 數值可具有正值，使得一衰減操作可包括自一個別增益因 數中減去衰減因數值；或可具有負值，使得衰減操作可包 括將衰減因數值相加至一個別增益因數。 因數。十，器G5G可經組態以自__組離散衰減因數值中選 擇-者。舉例而言’因數計算器⑽可經組態以根據所計 算之變化與-或多個臨限值之間的關係來選擇一相應衰減 因數值。圖36a展示此實例之曲線’其中所計算之變化之 110638.doc •63- •1317933 ，域根據臨限值T1至T3而映射至一組離散衰減因數值v〇至 V3。 或者，因數計算器G50可經組態以將衰減因數值計算為 所計算之變化之一函數。圖36b展示自所計算之變化映射 至衰減因數值之此實例之曲線，其在£1至12之域内為線性 的’其中L0為所計算之變化的最小值，^為所計算之變化 的最大值，且L0<=L1<=L2<=L3。在此實例中，小於（或者 不大於）L 1之所什算之變化映射至一最小衰減因數值V0(例 如〇 dB)，且大於（或不小於）L3之所計算之變化映射至一 最大衰減因數值VI(例如’ 6 dB)e所計算之變化在以與^ 之間的域被線性地映射至衰減因數值在¥〇與νι之間的範 圍。在其他實施中，因數計算器G5〇經組態以在Μ至乙之之 域之至少一部分内應用一非線性映射（例如，s形函數、多 項式函數或指數函數）。 可能需要以限制所得增益包絡中之不連續 •—衰減。在-些實施中，因數計算器二I 以將該程度限制於衰減因數值可一次變化（例如，自一訊 框或子訊框至下一者）。舉例而言，對於圖36a所示之增量 映射而言’因數計算器G5〇可經組態以使衰減因數值改變 不大於自-衰減因數值至下一者之最大數目之增量(例如 或一）對於圖36b所示之非增量映射而言，因數計曾器 G50可經組態以使衰減因數值之改變不大於自—衰減:數 值至了一者之最大量(例如，3 dB”在另一實例中，因數 计真器G5G可經組態以允許衰減因數值之增加比下降更 110638.doc •64- .1317933 陕此特徵可允許岗頻帶增益因數快速衰減以掩蓋一包絡 失配’且允許較慢恢復以降低不連續性。 同頻帶訊號S30之包絡與合成高頻帶訊號““之包絡之 間的關係隨時間而變化的程度亦可由高頻帶增益因數s6〇b 之值間的波動來指示。增益因數間隨時間而不變化可指示 訊號具有類似包絡，在時間上具有類似程度之波動。增益 因數間隨時間發生的較大變化可指示兩個訊號之包絡之間 具有顯著差異，且因此相應解碼高頻帶訊號81 〇〇之預期品 •質較差。高頻帶編碼器A2〇2之另外實施經組態以根據增益 因數間的波動程度而衰減高頻帶增益因數S6〇b。 圖3 7展示一包括高頻帶增益因數計算器a232及增益因數 衰減器G30之一實施G34之配置的方塊圖。增益因數衰減 器G34經組態以根據高頻帶增益因數間隨時間而發生之變 化來衰減高頻帶增益因數S60-1 *增益因數衰減器G34包括 一變化計算器G60，其經組態以估計當前子訊框或訊框内 _ 增益因數間之波動。舉例而言，變化計算器G60可經組態 以計鼻當前訊框内連續高頻帶增益因數6〇b-1之間的平方 差值之和。 在圖23a及23b所示之一特定實例中，一高頻帶增益因數 S60b係為每訊框五個子訊框中之每一者而計算的。在此情 形下，變化計算器G60可經組態以將增益因數間之變化計 算為訊框之連續增益因數之間的四個差值之平方之和。或 者’該和亦可包括該訊框之第一增益因數與先前訊框之最 後增益因數之間的差值之平方、及/或該訊框之最後増益 110638.doc •65- .1317933 因數與下一訊框之第一增益因數之間的差值之平方。在另 -實施中（例如中增益因數未經以對數方式按比例調 整之實施），變化計算器G60可經組態以基於連續增益因數 之比率而並非差值來計算變化。 增益因數衰減器G34包括上述因數計算器〇5〇之一範 例，其經組態以根據所計算之變化來選擇或者計算衰減因 數。在-實例中’因數計算器G5G經組態以根據諸如以下 之表達式來計算衰減因數值A: fa = 0.8 + 0.5v ? 其中V為由變化計算器G60產生之所計算之變化。在此實例 中，可需要按比例調整v值或者將其限制為不大於〇4，以 使得Λ之值不超過一。亦可需要以對數方式按比例調整必 值（例如，以獲得一以dB表達之值）。 增益因數衰減器G34亦包括一組合器（諸如一乘法器或加 法器），其經組態以將衰減因數應用於高頻帶增益因數 S60-1’以獲得高頻帶增益因數86〇_2，該等頻帶增益因數 S60-2可隨後經量化以進行儲存或傳輸。對於其中變化計 算器G60經組態以為每一增益因數產生所計算之變化之一 個別值（例如，基於該增益因數與先前或後續增益因數之 間的平方差值）的情形而言，增益控制元件可經組態以將 一個別衰減因數應用於每一增益因數。對於其中變化計算 器G60經組態以為每一組增益因數產生所計算之變化之: 值（例如，當前訊框之-所計算之變化）的情形而言，増益 110638.doc -66 - •1317933 控制70件可經組態以將相同衰減因數應用於—個以上相應 '曰應因數，諸如應用於相應訊框之每一增益因數。在一典 型實例中，衰減因數之值可在自最小量值零犯至最大量值 6 dB(或者，自因數1至因數〇·25，或自因數丨至因數〇)之範 園内’雖然、亦可使用任何其他所要範圍。注意到，以dB形 式表達之衰減因數值可具有正值，使得一衰減操作可包括 自一個別增益因數中減去該衰減因數值；或可具有負值， 使得衰減操作可包括將該衰減因數值相加至一個別增益因 數。 又注意到，雖然以上描述假設包絡計算器⑴如經組態以 °十算合成咼頻帶訊號S130之包絡，但其中包絡計算器G1〇a 經組態而計算窄頻帶激發訊號S80或高頻帶激發訊號S120 之包絡的配置在本文中被明顯預期並揭示。 在其他實施中’高頻帶增益因數S6〇b之衰減（例如，在 去量化之後）由高頻帶解碼器B2〇〇之一實施根據在解碼器 處所計算得之增益因數間的變化來執行。舉例而言，圖38 展不包括上述增益因數衰減器G34之一範例之高頻帶解碼 器B202之一實施B204的方塊圖。在另外實施中，該等經 去量化並衰減之增益因數可應用於窄頻帶激發訊號S80或 咼頻帶激發訊號S120。 圖39展示根據一實施例之訊號處理方法GM10之流程 圖。任務GT1 〇計算（A)基於一語音訊號之低頻率部分之包 絡與（B)基於該語音訊號之高頻率部分之包絡之間的關係 隨時間之變化。任務GT20根據該等包絡之間的時間變化 H0638.doc •67- 1317933 關係來計算複數個增益因數。任務GT30根據該所計算之 變化來衰減該等增益因數中之至少一者。在一實例中，該 所計算之變化為複數個增益因數之連續兩者之間的平方差 值之和。 如上所論述，增益因數之相對較大變化可指示窄頻帶殘 餘訊號與高頻帶殘餘訊號之間的失配。然而，增益因數間 亦可由於其他原因而發生變化。舉例而言，增益因數值之 汁算可基於逐個子訊框（而並非逐個取樣）來執行。即使是 在使用一重疊視窗函數之情形下，增益包絡之降低取樣率 仍可導致相鄰子訊框之間具有感知丨明顯程度的波動。在 估什增益因數中之其他不準確性亦可導致解碼高頻帶訊號 S100中之過度波動。雖然此等增益因數變化可在量值上小 於上述觸發增益因數衰減之變化，但其仍然可引起解碼訊 號中之有害雜音及失真品質。 可需要執行高頻帶增益因數S60b之平滑。圖40展示高頻 帶編碼器A202之一實施A205之方塊圖，其包括一經配置 以在量化之前對高頻帶增益因數S6〇b執行平滑之增益因數 平滑器G8G。藉由減小增益因數之間隨時間發生之波動， 一增益因數平滑操作可導致解碼訊號之更高感知品質及/ 或增益因數之更有效量化。 圖41展示包括一延遲元件F2〇、兩個加法器及一乘法器 之增益因數平滑器G80之一實施G82的方塊圖。增益因數 平滑器G 8 2經組態以根據諸如以下之最小延遲表達式來過 濾高頻帶增益因數： 110638.doc •68· .1317933 少⑻=办〇7 -1) + (1 一灼， （ 4 ) 其中，X指示輸入值，y指示輸出值，η指示一時間指數， 且β指示一平滑因數1?10。若平滑因數β之值為零，則沒有 發生平滑。若平滑因數β之值為最大值，則發生最大程度 之平滑。增益因數平滑器G82可經組態以使用平滑因數F1 〇 在〇與1之間的任何所要值，雖然可較佳地使用〇與〇 5之間 的值，以使得一最大平滑化值包括來自當前平滑化值及先 前平滑化值的相等影響。 注意到’表達式（4)可等效地表達並實施為： K«) = (l-；lXK«-l)+场）， （朴） 其中，若平滑因數λ之值為一，則沒有發生平滑，而若平 滑因數λ之值為一最大值，則發生最大程度之平滑❶預期 亚於本文中揭示此原則適用於本文所述之增益因數平滑器 G82之其他實施以及增益因數平滑器G8〇之其他及/或 FIR實施。 增益因數平滑器G82可經組態以應用具有一固定值之平 滑因數F10。或者’可需要執行增益因數之一適應性平滑 而並非-較平滑。舉例而$ ’可需要保持增益因數間的 較大變化，此可指示增益包絡之感知上的顯著特徵。此等 變化之平滑自身可導致解碼訊號中之假影，諸如增益包絡 之模糊。 ' 在另一實施中，增益因數平滑器G8〇經組態以根據增益 ㈣間之計算變化之量值而執行—適應性平滑操作。舉例 而S ’增益因數平滑器G8〇之此實施可經組態以在當前估 110638.doc -69- .1317933 計增益因數與先前估計增益因數之間的距離相對較大時執 行較小平滑（例如，使用一較低平滑因數值）。 圖42展示包括一延遲元件F3〇及一因數計算器F4〇之增益 因數平滑器G82之-實施G84的方塊冑，該因數#算器_ 經組態以根據增益隨間的變化量值來計算平〶因數m 之一可變實施F12。在此實例中，因數計算器州經組態以 根據當前增益因數與先前增益因數之間的差值量值來選擇 或者計算平滑因數F12。在增益因數平滑器⑽之其他實施 中’因數計算器F4〇可經組態以根據當前增益因數與先前 增益因數之間的不同距離或比率的量值來選擇或者計算平 滑因數F12。 因數計算HF4G可經組態以自—組離散平滑因數值中選 ，一者°舉例而言，因數計算器F4G可經組態以根據所計 异之變化之量值與一或多個臨限值之間的關係來選擇一相 應平滑因數值。圖43a展示此實例之曲線，其中所計算之
變化值之域根據臨限似1至T3而映射至-組離散衰減因數 值V0至V3。 或者’因數計算器F4q可經組態以將平滑因數值計算為 所計算之變化量值之函數。圖杨展示自所計算之變化映 射至平滑因數值之此實例之曲線，其在l1^L2之域内為線 ㈣’ MLO為所計算之變化量值的最小值，⑽所計算 之變化量值的最大值，且L〇<=L1<=L2<=L3。在此實例 中，小於(或者不大於)L1之所計算之變化量值映射至一最 小平滑因數值vo(例如，G dB)，且大於（或者不小於⑹之 110638.doc •1317933 所計算之變化量值映射至一最大平滑因數值V1 (例如，6 dB)。所計算之變化量值在^與匕之間的域被線性地映射 至平滑因數值在V0與VI之間的範圍。在其他實施中，因 數計算器F40經組態以在L1至L2之域之至少一部分内應用 一非線性映射（例如，一 s形、多項式或指數函數）。在一 實例中，平滑因數之值在最小值〇至最大值〇5之範圍内， 雖然可使用0至0.5之間或〇至1之間的任何其他所要範圍。 在一實例中，因數計算器F4〇經組態以根據諸如以下之 表達式來計算平滑因數F12之值Vi : 0.4 ' =1 + 〇.5之， 其中，A之值係基於當前增益因數值與先前增益因數值之 間的差值之量值。舉例而言，<之值可計算為當前增益因 數值及先前增益因數值之絕對值或平方。 在另一實施中，心之值如上所述在輸入至衰減器G3〇之 前自增益因數值計算得到，且所得平滑因數在自衰減器 G30輸出之後應用於增益因數值。舉例而言，在此情形 下，基於一訊框内、值之平均值或和之值可用作至增益因 數衰減器G34中之因數計算器G5〇之輸入，且變化計算器 =0可省略。在另一配置中’ ^值在輸入至增益因數衰減 器G34之前計算為一訊框之相鄰增益因數值（可能包括一先 前及/或後續增益因數值）之間的差值之絕對值或平方之平 均值或和，以使得、值每訊框更新一:欠，且亦被提供作為 至因數計算器G50之輸入。注意到，在至少後一實例中， 110638.doc -71 · -1317933 至因數計算器G50之輸入值被限制於不大於0 4。 增益因數平滑器G80之其他實施可經組態以執行基於額 外先前平滑化增益因數值之平滑操作。此等實施可具有一 個以上平滑因數(例如’濾波器係數)，其可適應性地一起 及/或獨立變化。增益因數平滑器⑽甚至可經實施以執行 亦基於將來增益因數值之平滑操作，雖然此等實施可引起 額外潛時。 _ f於包括增益因數衰減及增益因數平滑兩個操作之實施 而吞，τ能需要首先執行衰》咸，以使得平滑操作不干擾衰 減準則之判定。圖44展示高頻帶編碼器八2〇2之此實施 A206之方塊圖，該實施根據本文所述之實施之任一者而包 括增益因數衰減器G3〇及增益因數平滑器G8〇之範例。 本文所述之適應性平滑操作亦可應用於增益因數計算之 其他階段。舉例而言，高頻帶編碼器A200之另外實施包括 適應性平滑包絡中之一或多者及/或適應性平滑基於每一 _ 子訊框或每一訊框而計算得之衰減因數。 增益平滑亦可在其他配置中具有優點。舉例而言，圖45 展示高頻帶編碼器A200之一實施A2〇7之方塊圖，其包括 一經組態以基於合成高頻帶訊號sl3〇而並非基於高頻帶訊 號S30與一基於窄頻帶激發訊號S8〇之訊號之間的關係來計 异增益因數的高頻帶增益因數計算器A235。圖46展示高頻 帶增益因數計算器Α235之方塊圖，其包括如本文所述之包 絡計算器G10及因數計算器G2〇之範例。高頻帶編碼器 A207亦包括增益因數平滑器G8〇之一範例，其經組態以根 11063S.doc •72- 1317933 據本文所述之實施之任一者對增益因數執行一平滑操作。 圖4 7展示根據一實施例之訊號處理方法f m i 〇之流程 圖。任務FT10計算複數個增益因數間隨時間之變化。任務 FT20基於所計算之變化來計算一平滑因數。任務ft3〇根 據該平滑因數來平滑該等增益因數中之至少一者。在一實 例中，所計算之變化為複數個增益因數中之連續兩者之間 的差值。 增ώ因數之量化引入自一訊框至下一訊框通常不關聯的 隨機誤差。此誤差可使得經量化之增益因數比未經量化之 增益因數不平滑且可能降低解碼訊號之感知品質。與未經 篁化之增益因數（或增益因數向量）相比，增益因數（或增益 因數向量）之獨立量化一般增加了自訊框至訊框之頻譜波 動1，且此等增益波動可使得解碼訊號聽起來不自然。 篁化器通常經組態以將一輸入值映射至一組離散輪出值 中之一者。存在一有限數目之輸出值，使得一範圍之輸入 值映射至一單一輸出值。量化增加了編碼效率，此係因為 指示相應輸出值之指數可以少於原始輸入值之位元而進行 傳輪。圖48展示通常由一純量量化器執行之一維映射之一 實例。 1化器可同樣為一向量量化器，且增益因數通常藉由使 用一向量量化器而經量化◦圖49展示由一向量量化器執行 之夕維映射之一簡單實例。在此實例中，輸入空間被分 成若干個V〇ron〇i區域（例如，根據最鄰近準則）。量化將每 輸入值映射至表示相應Voronoi區域（通常為質心）（本文 110638.doc -73- •1317933 中展示為一點)之值。在此實例中，輸入空間可分成六個 區域’以使得任何輸人值可由僅具有六個不同狀態之指數 來表示。 根據量化之輸出空間中之值之間的最小步長，若輸入訊 號非常平滑’則可能有時經量化之輸出衫平滑得多。圖 5〇a展示-平滑-維訊號之—實例，其僅在—量化位準内 變化（此處僅展示一此位準） 一 饥平），且圖50b展不此訊號量化後之
-實例。儘管圖5Ga中之輸人僅在__較小範圍内變化，但 圖50b中之所得輸出含有更多急劇過渡且不平滑得多。此 效果可導致可聞假影，且可需要為增益因數減小此效果。 舉例而言，增益因數量化效能可藉由併入臨時雜音整形而 得以改良。 在-根據-實施例之方法中，一系列增益因數在編碼器 中為語音之每—訊框（或其他區塊）而計算，且該系列經向 量量化以有效傳輸至解碼器。在量化之後，儲存量化誤差 (界定為經量化之參數向量與未經量化之參數向量之間的 差值）。在量化訊框N之參數向量之前，訊框N-1之量化誤 差減少一加權因數且相加至訊框N之參數向量。在當前估 計增益包絡與先前估計增益包絡之間的差值相對較大時， 可需要加權因數之值更小。 在一根據一實施例之方法中，增益因數量化誤差向量係 為每一訊框而計算，且乘以具有小於1〇之值的加權因數 b。在量化之前，先前訊框之經按比例調整之量化誤差被 相加至增益因數向量（輸入值νι〇)。此方法之量化操作可 110638.doc -74- • 1317933 ' 由諸如以下之表達式來描述： y{n) = Q{s{n) + b[y{n-\)-s{n-i)}), 其中，⑻為與訊框„有關之平滑化增益因數向量，少「…為 與訊框《有關之經量化之增益因數向量，為一最臨近量 化操作，且6為加權因數。 里化器430之一實施435經組態以產生一輸入值vl〇之一 平滑化值V20之一經量化之輸出值V3〇(例如，一增益因數 • 向置）’其中平滑化值V20係基於加權因數ό V40及先前輸 出值V30a之經量化之誤差。此量化器可經應用以減小增益 波動而不會有額外延遲。圖51展示包括量化器之高頻 唧編碼器A202之一實施A2〇8的方塊圖。注意到，此編碼 盗亦可經實施為不包括增益因數衰減器G3〇及增益因數平 滑器G80中之一者或兩者。亦注意到，量化器435之一實施 可用於高頻帶編碼器A2〇4(圖38)或高頻帶編碼器A2〇7(圖 47)中之里化器430，該實施可經實施為具有或不具有增益 • ®數衰減器⑽及增益因數平滑器G80中之一者或兩者。 圖52展示量化器43〇之一實施““之方塊圖，其中此實 施例之特定值由指數a指示。在此實例中，藉由自由逆量 器Q20去罝化而知到之當前輸出值乂3〇&中減去平滑化值 之當前值而計算得到一量化誤差。該誤差儲存於一延 遲元件DE10中。平滑化值V2〇a本身為當前輸入值與由 標度因數V40加權（例如相乘）之先前訊框之量化誤差的 和。量化器435a亦可經實施以使得在量化誤差儲存於延遲 110638.doc •75- .1317933 元件DEI 0之前而施加加權因數v4〇。 圖50c展不由量化器435&回應於圖5〇a之輸入訊號而產生 之一（經去量化之）序列輸出值V30a的一實例。在此實例 中’ 6值固定為0.5。可見圖50c之訊號比圖50a之波動訊號 更平滑。 可忐需要使用一遞回函數來計算反饋量。舉例而言，量 化誤差可相對於當前輸入值而並非相對於當前平滑化值來 計算。此方法可由諸如以下之表達式來描述： y(n) = Q[s(n)], s(n) = x(n) + b[y(n-l)-s(„-i)], 其中’ 為與訊框„有關之輸入增益因數向量。 圖53展示量化器430之一實施435b之方塊圖，其中此實 施例之特定值由指數6指示。在此實例中，量化誤差藉由 自由逆量化器Q20去量化所得之當前輸出值v3〇b中減去當 前輸入值V10而計算得到。該誤差儲存於一延遲元件 DE10。平滑化值V20b為當前輸入值V10與由標度因數V40 加權（例如相乘）之先前訊框之量化誤差的和。量化器23〇b 亦可經實施以使得在量化誤差儲存於延遲元件De 1 〇之前 施加加權因數V40。與實施435b相對，在實施435a中亦可 能使用加權因數V40之不同值。 圖50d展示由量化器435b回應圖50a之輸入訊號而產生之 一（經去量化之）序列輸出值V3 Ob的一實例。在此實例中， 加權因數b之值固定為0.5。可見圖50d之訊號比圖50a之波 動訊號更平滑。 110638.doc -76· • 1317933 注意到，本文所示之實施例可藉由根據圖52或53中所示 之配置來取代或增補一現存量化器Q 1 〇而得以實施。舉 例而。，里化器Q 1 〇可實施為一預測向量量化器、一多級 置化器、一分裂向量量化器，或根據增益因數量化之任何 其他方案來實施。 在一實例中，加權因數6之值固定在0與丨之間的所要 值。或者，可能需要組態量化器435以動態調整加權因數办 之值。舉例而言，可能需要量化器435經組態以視已存在 於未經量化之增益因數或增益因數向量中之波動程度而調 卽加權因數6之值。在當前與先前增益因數或增益因數向 量之間的差值較大時，加權因數6之值接近零且幾乎不導 致雜音整形。在當前增益因數或向量與先前增益因數或向 量稍有不同時，加權因數ό之值接近1〇。以此方式，當增 益包絡正改變時，增益包絡中在時間上之過渡（例如，由 增益因數衰減器G30之一實施施加之衰減）可被保持，同時 最小化模糊，而當增益包絡自一訊框或子訊框至下一訊框 或子訊框相對恆定時，波動可被減小。 如圖54所示，量化器43化及量化器4351)之另外實施包括 上述延遲元件F30及因數計算器F40之一範例，該延遲元件 F30及該因數計算器F40經配置以計算標度因數V4〇之一可 變實施舉例而言，因數計算器F4〇之此範例可經組態 以基於相鄰輸入值vi 〇之間的差值之量值並根據如圖45a或 45b中所示之映射來計算標度因數V42。 加權因數6之值可與連續增益因數或增益因數向量之間 110638.doc -77- .1317933 的距離成比率，且可使用多種距離中之任一者。通常使用 歐幾襄德範數（Euclidean norm)，但是其他可使用的包括曼 哈坦（Manhattan)距離（1 •範數）、契比雪夫（chebyshev)距離 (無窮见數）、馬哈朗諾比斯（Mahalan〇bis)距離及漢明 (Hamming)距離。 自圖50a至50d可瞭解到，基於逐個訊框，本文所述之臨 時雜音整形方法可增加量化誤差。然而，雖然可能增加量 化操作之絕對平方誤差，但是一潛在優勢在於：量化誤差 可移動至頻譜之一不同部分。舉例而言，量化誤差可移動 至較低頻率，因此變得更加平滑。由於輸入訊號亦為平滑 的，因而更平滑之輸出訊號可經獲得為輸入訊號與平滑化 量化誤差之和。 圖55a展示根據一實施例之訊號處理方法qmi〇之流程 圖。任務QT10計算第一增益因數向量及第二增益因數向 置’其可對應於一語音訊號之相鄰訊框。任務QT2〇藉由 量化基於第一向量之至少一部分的第三向量而產生一第一 經量化之向量。任務QT30計算第一經量化之向量之一量 化誤差。舉例而言’任務QT30可經組態以計算第一量化 向量與第三向量之間的差值。任務QT4〇基於該量化誤差 而計算一第四向量。舉例而言’任務QT40可經組態以將 β亥第四向篁計异為該量化誤差之一經按比例調整之版本與 第二向量之至少一部分的和。任務QT5〇量化該第四向 量。 圖55b展示一根據一實施例之訊號處理方法qm2〇之流程 110638.doc -78- • 1317933
圖。任務QTl0計算第—增益因數及第二增益因數，其可 對應於一 s#音訊號之相鄰訊框或子訊框。任務qT2〇藉由 基於第一增益向量來量化一第三值而產生一第一經量化之 增益因數。任務QT30計算第一經量化之增益因數之一量 化誤差。舉例而言，任務QT30可經組態以計算第一經量 化之增益因數與第三值之間的差值。任務Q丁4〇基於量化 誤差而冲算經過濾之增益因數。舉例而言，任務qt4〇 可經組態以將該經過濾之增益因數計算為量化誤差之經按 比例調整之版本與第二增益因數的和。任務QT5 〇量化該 經過濾之增益因數。 如上提及之，本文所述之實施例包括可用於執行嵌入式 編碼、支持與窄頻㈣統之兼容性且避免需要編碼轉換之 實施。對高頻帶編碼之支持亦可用於基於成本而區分具有 帶有反向兼容性之寬頻帶支㈣W^組、設備及/ 或網路與彼等僅具有窄頻帶支持之晶片m、設備及 /或網路。如本文所述之對高頻帶編碼之支持亦可與支持 低頻帶編碼之技術一起使用，且根據此實施例之系統、方 法或裝置可支持自（例如）約50或⑽Hz高達約7或8咖之 頻率分量的編碼。 如上提及之 曰雨兩态1 C又艮 清晰度’尤其關於摩擦音之區別。龅 ^ 雖然此區別可通常由人 類收聽者自特定情形中導出M曰离 n頻帶支持可在語音辨識 及其他機器解譯應用（諸如用於自叙鼓ώ 於自動聲音選單導航及/或自 動呼叫處理之系統）中用作一致能特徵。 H0638.doc -79- .1317933
一根據一實施例之裝置可嵌入至用於無線通信之一攜帶 型没備，諸如蜂巢式電話或個人數位助理（pda)中。戍 者，此裝置可包括於另一通信設備中，諸如νοΙΡ手機、經 組態以支持VoIP通信之個人電腦或經組態以投送電話或 VoIP通信之網路設備。舉例而言，一根據一實施例之裝置 可實施於用於一通信設備之一晶片或晶片組中。視特定應 用而定，此設備亦可包括以下特徵，諸如語音訊號之類 比-數位及/或數位-類比轉換、對一語音訊號執行放大及/ 或其他訊號處理操作之電路、及/或用於傳輸及/或接收編 碼語音訊號之射頻電路。 明確預期且揭示，實施例可包括美國臨時專利申請案第 60/673,965號及/或美國專利申請案第11/χχχ，χχχ^ y代 理人案號第050551號（本申請案自其獲益）中所揭示之其他 特徵中之-或多者且/或與其一起使用。亦明確預期且揭 示，實施例可包括美國臨時專利申請案第嶋7,9〇1號及/ 或上文指認之任何相關專财請案中揭示之其他特徵中之 任何:或多者且/或與其-起使用。此等特徵包括移除發 生在高頻帶中且大體上不存在於窄頻帶中之具有較短持續 時間之高能量猝發。此等特徵包括以或適應性地平滑諸 如低頻帶及/或高頻帶LSF之係數表示（例如，藉由使用如 圖43或44所示且在本文揭示之結構以隨時間平滑— LSF向量之元素中之一或多者(可能所有者)之 :' 等特徵包括固定或適應性地整形與諸如l 量化相關之雜音。 之係數表示之 110638.doc -80- .1317933 所述實施例之前述表示經提供以使任何熟悉此項技術者 可製作或使用本發明。能夠對此等實施例進行各種修改， 且本文提出之一般原則亦可應用於其他實施例。舉例而 S，實施例可部分或整體實施為一硬連線電路、製造於特 殊應用積體電路中之電路組態、或載入非揮發性儲存器中 之勒體程式或作為機器可讀碼自一資料儲存媒體載入或載 入其中之軟體程式，其中此碼為可由一陣列邏輯元件（諸 如一微處理器或其他數位訊號處理單元）執行之指令。資 料儲存媒體可為一陣列儲存元件，諸如半導體記憶體（其 可包括（但不限於）動態或靜態RAM(隨機存取記憶體）、 ROM(唯讀δ己憶體）及/或快閃RAM)、或鐵電、磁阻、雙 向、聚合或相變記憶體；或一碟媒體，諸如磁碟或光碟。 術扣軟體應理解為包括源碼、組合語言碼、機器碼、二 進制碼、韌體、宏碼、微碼、可由一陣列邏輯元件執行之 任何-或多組或序列之指令、及此等實例之任何組合。 一高頻帶激發產生器八3〇〇及的〇〇、高頻帶編碼器八丨⑻、 间頻*解碼器Β200、寬頻帶語音編碼器Α1〇〇、及寬頻帶
如微處理器、嵌入式處理器、 -或多個固定或可程式化陣列之 閘極）上運行，該等邏輯元件諸 i、IP核心、數位訊號處理器、 11063S.doc -81 - .1317933 FPG…可程式化閘極陣列）、Assp(特殊應用標準產品）及 ASIC(特殊應用積體電路一或多個此等元件亦可能具有 共同結構（例如’―用於在不同時間運行對應於不同^件 之碼之部分的處理器、運行以在不同時間執行對應於不同 兀件之任務的—組指令、或在不同時間為不同元件執行操 作之一排列電子及/或光學設備）。此外，一或多個此等元 件可能用於執行任務或運行不與該裝置之操作直接相關之
其他組指令’諸如與裝置嵌入於其中之設備或系統之另— 操作相關之任務。 圖30展示根據一實施例之編碼具有一窄頻帶部分及一高 頻帶部分之語音訊號之該；^頻帶部分时法M1〇〇之流程 圖。任務X100計算表現高頻帶部分之頻譜包絡之特徵的一 組濾波器參數。任務X200藉由將一非線性函數應用於一自 窄頻帶部分導出之訊號來計算一頻譜延伸訊號。任務χ3〇〇 根據（Α)該組濾波器參數及（β) 一基於頻譜延伸訊號之高頻 γ激發訊號來產生一合成高頻帶訊號。任務〇〇基於（c) 高頻帶部分之能量與（D)自窄頻帶部分導出之訊號之能量 之間的關係來計算一增益包絡。 圖3 la展示根據一實施例之產生一高頻帶激發訊號之方 法M200的流程圖。任務γι 〇〇藉由將一非線性函數應用於 一自一語音訊號之一窄頻帶部分導出之窄頻帶激發訊號而 計算一調和延伸訊號。任務Y200將該調和延伸訊號與一調 變雜音訊號混合以產生一高頻帶激發訊號。圖311)展示一 根據包括任務Y300及Y400之另一實施例而產生一高頻帶 110638.doc -82- .1317933 • 激發訊號之方法河210的流程圖。任務Y300根據窄頻帶激 發訊號與調和延伸訊號間之一者隨時間之能量而計算一時 域包絡。任務Y400根據該時域包絡來調變一雜音訊號以產 生調變雜音訊號。 圖32展tf -根據-實施例之編碼具有一窄頻帶部分及一 尚頻帶部分之語音訊號之該高頻帶部分的方法M3〇〇之流 程圖。任務Z100接收表現高頻帶部分之一頻譜包絡之特徵 的組濾波器參數及表現高頻帶部分之一臨時包絡之特徵 ® 組增益因數。任務Z2G()藉由將_非線性函數應用於一 自窄頻帶部分導出之訊號而計算一頻譜延伸訊號。任務 Z300根據（A)該組濾波器參數及（B)一基於頻譜延伸訊號之 而頻帶激發訊號來產生一合成高頻帶訊號。任務Z4〇〇基於 該組增益因數來調變合成高頻帶訊號之一增益包絡。舉例 而吕，任務Z400可經組態以藉由將該組增益因數應用於一 自窄頻帶部分而導出之激發訊號、頻譜延伸訊號、高頻帶 激發訊號或合成高頻帶訊號而調變合成高頻帶訊號之增益 W 包絡。 貫施例亦包括如本文清楚揭示（例如，藉由描述經組態 以執行此等方法的結構實施例）之語音編碼、編碼及解碼 之額外方法。此等方法中之每一者亦可實體實施（例如， 實施於以上列出之一或多個資料儲存媒體中）作為可由一 包括一陣列邏輯元件之機器（例如處理器 '微處理器、微 控制器或其他有限態機器）讀取及/或運行之一或多組指 令°因此’本發明不欲受限於以上所示之實施例，而是希 110638.doc -83- •1317933 圖8a展不有聲語音之殘餘訊號之頻率vs·對數振幅的曲線 之一實例； 圖8b展示有聲語音之殘餘訊號之時間vs.對數振幅的曲線 之一實例； 圖9展示亦執行長期預測之一基本線性預測編碼系統之 方塊圖； 圖ίο展示高頻帶編碼器A200之一實施A2〇2之方塊圖； 圖11展示高頻帶激發產生器A3〇0之一實施A302之方塊 圖； 圖12展示頻譜延伸器A400之一實施A4〇2之方塊圖； 圖12a展示頻譜延伸操作之一實例中多個點處之訊號頻 譜之曲線； 圖12b展示頻譜延伸操作之另一實例中多個點處之訊號 頻譜之曲線； 圖13展示高頻帶激發產生器A3 02之一實施A3 04之方塊 圖； 圖14展示高頻帶激發產生器A3 02之一實施A3 06之方塊 圖； 圖15展示包絡計算任務T100之流程圖； 圖16展示組合器490之一實施492之方塊圖； 圖17說明計算高頻帶訊號S30之週期性度量的方法； 圖18展示高頻帶激發產生器A302之一實施A3 12之方塊 圖； 圖19展示高頻帶激發產生器A302之一實施A3 14之方塊 110638.doc -85- .1317933 圖； 圖20展示高頻帶激發產生器A302之一實施A3 16之方塊 圖； 圖21展示一增益計算任務T200之流程圖； 圖22展示增益計算任務T200之一實施T2 10之流程圖； 圖23a展示一視窗函數之圖； 圖23b展示圖23a中所示之視窗函數應用至一語音訊號之 子訊框；
圖24展示高頻帶解碼器B200之一實施B202之方塊圖； 圖25展示寬頻帶語音編碼器A100之一實施AD10之方塊 圖； 圖26a展示延遲線D120之一實施D122之示意圖； 圖26b展示延遲線D120之一實施D124之示意圖； 圖27展示延遲線D120之一實施D130之示意圖； 圖28展示寬頻帶語音編碼器AD10之一實施AD12之方塊 圖； 圖29展示根據一實施例之訊號處理方法MD100之流程 圖； 圖30展示根據一實施例之方法Μ100之流程圖； 圖3 1 a展示根據一實施例之方法Μ200之流程圖； 圖31b展示方法M200之一實施M210之流程圖； 圖32展示根據一實施例之方法M300之流程圖； 圖33a展示高頻帶增益因數計算器A230之一實施A232之 方塊圖； 110638.doc -86- • 1317933 圖33b展示一包括高頻帶增益因數計算器A232之一配置 之方塊圖； 圖34展示高頻帶編碼器A202之一實施A203之方塊圖； 圖3 5展示一包括高頻帶增益因數計算器A232及增益因數 衰減器G30之一實施G32之配置的方塊圖； 圖36a及36b展示自計算得之變化值映射至衰減因數值之 實例的曲線；
圖37展示一包括高頻帶增益因數計算器A232及增益因數 衰減器G30之一實施G34之配置的方塊圖； 圖38展示高頻帶解碼器B202之一實施B204之方塊圖； 圖39展示根據一實施例之方法GM10之流程圖； 圖40展示高頻帶編碼器A202之一實施A205之方塊圖； 圖41展示增益因數平滑器G80之一實施G82之方塊圖； 圖42展示增益因數平滑器G80之一實施G84之方塊圖； 圖43a及43b展示自計算得之變化值之量值映射至平滑因 數值之實例的曲線； 圖44展示高頻帶編碼器A202之一實施A206之方塊圖； 圖45展示高頻帶編碼器A200之一實施A207之方塊圖； 圖46展示高頻帶增益因數計算器A235之方塊圖； 圖47展示根據一實施例之方法FM1 0之流程圖； 圖48展示通常由一純量量化器執行之一維映射之一實 例； 圖49展示由一向量量化器執行之多維映射之一簡單實 例； 110638.doc -87- .1317933 圖50a展示一維訊號之一實例’且圖50b展示此訊號在量 化後之版本的一實例； 圖50c展示由圖52所示之量化器435a量化的圖50a之訊號 之一實例； 圖5 0d展示由圖53所示之量化器43 5b量化的圖50a之訊號 之一實例； 圖51展示高頻帶編碼器A202之一實施A208之方塊圖； 圖52展示量化器435之一實施435a之方塊圖； 圖53展示量化器435之一實施435b之方塊圖； 圖54展示包括於量化器435a及量化器435b之另外實施中 之標度因數計算邏輯之一實例的方塊圖； 圖55a展示根據一實施例之方法qmi〇之流程圖；及 圖55b展示根據一實施例之方法qm2〇之流程圖。 在各圖及伴隨描述中’相同參考標號指代相同或相似元 件或訊號。 【主要元件符號說明】 110 低通濾波器 120 降取樣器 130 1¾通渡波器 140 降取樣器 150 升取樣器 160 低通遽波器 170 升取樣器 180 面通遽波器 110638.doc -88- .1317933 210 LPC分析模組 220 LP濾波器係數至LSF轉換 230 量化器 240 逆量化器 250 LSF至LP濾波器係數轉換 260 白化濾波器 270 量化器 310 逆量化器
320 LSF至LP濾波器係數轉換 330 窄頻帶合成濾波器 340 逆量化器 410 線性預測濾波器係數LSF轉換 420 量化器 430 量化器 435 量化器 435a 量化器 435b 量化器 450 逆量化器 460 包絡計算器 470 組合器 480 雜音產生器 490 組合器 492 組合器 510 升取樣器 110638.doc -89 - ‘1317933 520 非線性函數計算器 530 降取樣器 540 頻譜平化器 550 加權因數計算器 560 逆量化器 570 LSF至LP濾波器係數轉換 580 逆量化器 590 增益控制元件
600 反稀疏濾波器 A100 寬頻帶語音編碼器 A102 寬頻帶語音編碼器 A110 濾波器組 A112 濾波器組 A114 濾波器組 A120 窄頻帶編碼器 A122 窄頻帶編碼器 A124 窄頻帶編碼器 A130 多工器 A200 高頻帶編碼器 A202 高頻帶編碼器 A203 高頻帶編碼器 A205 高頻帶編碼器 A206 高頻帶編碼器 A207 高頻帶編碼器 110638.doc -90- .1317933
A208 高頻帶編碼器 A210 分析模組 A220 合成濾波器 A230 高頻帶增益因數計算器 A232 高頻帶增益因數計算器 A235 高頻帶增益因數計算器 A300 高頻帶激發產生器 A302 高頻帶激發產生器 A304 高頻帶激發產生器 A306 高頻帶激發產生器 A312 高頻帶激發產生器 A314 高頻帶激發產生器 A316 高頻帶激發產生器 A400 頻譜延伸器 A402 頻譜延伸器 AB 推進缓衝器 AD10 寬頻帶語音編碼器 AD12 寬頻帶語音編碼器 B100 寬頻帶語音解碼器 B102 寬頻帶語音解碼器 B 11 0 窄頻帶解碼器 B112 濾波器組 B120 濾波器組 B124 濾波器組 110638.doc -91 - .1317933
B130 解多工器 B200 高頻帶解碼器 B202 高頻帶解碼器 B204 高頻帶解碼器 B300 高頻帶激發產生器 D110 延遲值映射器 D120 延遲線 D130 延遲線 D124 延遲線 DB 延遲緩衝器 DEIO 延遲元件 FIO 平衡因數 F12 平滑因數 F20 延遲元件 F30 延遲元件 F40 因數計算器 FBI 訊框緩衝器 FB2 訊框緩衝器 GIO 包絡計算器 GlOa 包絡計算器 GlOb 包絡計算器 G20 因數計算器 G30 增益因數衰減器 G32 增益因數衰減器 110638.doc -92- .1317933 G34 增益因數衰減器 G40 變化計算器 G50 因數計算器 G60 變化計算器 G80 增益因數平滑器 G82 增益因數平滑器 G84 增益因數平滑器 P1 中間處理
Q10 量化器 Q20 逆量化器 RB 推後緩衝器 S10 寬頻帶語音訊號 S20 窄頻帶訊號 S30 高頻帶訊號 S30a 經時間校準之高頻帶訊號 S40 窄頻帶濾波器參數 S50 窄頻帶殘餘訊號/編碼窄頻帶激發訊號 S60 高頻帶編碼參數 S60a 高頻帶濾波器參數 S60b 高頻帶增益因數 S70 多工訊號 S80 窄頻帶激發訊號 S90 窄頻帶訊號 S100 高頻帶訊號 110638.doc -93- .1317933
S110 S120 S130 S160 S170 S180 S190 SDIO SDlOa SRI SR2 SR3 OL V10 V20a V20b V30a V30b V40 V42 寬頻帶語音訊號 高頻帶激發訊號 合成高頻帶訊號 調和延伸訊號 調變雜音訊號 調和加權因數 雜音加權因數 規律化資料訊號 映射延遲值 移位暫存器 移位暫存器 移位暫存器 偏移位置 輸入值 平滑化值 平滑化值 先前輸出值 當前輸出值 標度因數/加權因數 標度因數 110638.doc -94-

Claims (1)

  1. ?/年夕月(0曰修正替換頁 .Dl^Si}l4440號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(98年7月） ·. 十、申請專利範圍： . 1_ 一種訊號處理方法，該方法包含： 計算一基於一語音訊號之一低頻率部分之第一訊號的 一包絡； 6十异·基於該s吾音訊號之一向頻率部分之第二訊號的 一包絡； 根據該第一訊號之該包絡與該第二訊號之該包絡之間 的一時間變化關係來計算第一複數個增益因數值；及 籲 基於該第一訊號之該包絡與該第二訊號之該包絡之間 的一關係之一隨時間之變化，衰減該複數個增益因數值 中之至少一者。 2. 如請求項1之訊號處理方法，其中該計算一基於一語音 訊號之一低頻率部分之第一訊號的一包絡包含計算一基 於一自該低頻率部分導出之激發訊號之訊號的一包絡。 3. 如請求項2之訊號處理方法，其中該計算一基於一語音 I 訊號之一低頻率部分之第一訊號的一包絡包含計算一基 於該激發訊號之一頻譜延伸之訊號的一包絡。 4. 如請求項2之訊號處理方法，該方法包含根據該高頻率 部分來計算複數個濾波器參數， 其中該計算一基於一語音訊號之一低頻率部分之第一 訊號的一包絡包含計算一基於該激發訊號及該複數個濾 波器參數之訊號的一包絡。 5. 如請求項4之訊號處理方法，其中該計算一基於一語音 訊號之一低頻率部分之第一訊號的一包絡包含計算一基 110638-980710.doc 1 χ , .....,
    ·Ι II----------- 於該複數個濾波器參數及該激發訊號之一頻譜延伸之訊 號的一包絡。 6·如請求項1之訊號處理方法，其中該根據一時間變化關 係來计算複數個增益因數值包含根據該第一包絡與該第 一包絡之間的一比率來計算該複數個增益因數值。 7. 如請求項1之訊號處理方法，其中該衰減該複數個增益 因數值中之至少一者係基於該時間變化關係。 8. 如请求項1之訊號處理方法，其中該衰減該複數個增益 因數值中之至少一者係基於該複數個增益因數值間之至 少一距離。 9. 如凊求項1之訊號處理方法，其中該複數個增益因數值 中之每一者對應於一不同時間間隔，及 其中該衰減該複數個增益因數值中之至少一者係基於 對應於連續時間間隔之增益因數值之間的複數個距離。 10. 如請求項1之訊號處理方法，其中該複數個增益因數值 中之每一者對應於一不同時間間隔，及 其中該衰減該複數個增益因數值中之至少一者係基於 對應於連續時間間隔之增益因數值之間的平方差值之一 和〇 11·如請求項1之訊號處理方法，其中該衰減該複數個增益 因數值中之至少一者包含： 基於該第一訊號之該包絡與該第二訊號之該包絡之間 的一關係之該隨時間之變化來計算一衰減因數值；及 以下兩者中之至少一者：（Α)將該複數個增益因數值中 110638-980710.doc 1317933 游年9月丨〇日修正替換1 之至少—者乘以該衰減因數值.、收斗_ . ,^ ^ ’及⑺）將该哀減因數值相 至该複數個增益因數值中之至少一者。 12.如請求項丨之訊號處理 /ίΓ再中该稷數個增益因數傕 中之至少一者對應於一不同時 U吋間間隔，且其中該衰減該 複數個增益因數值中之至少一者包含. 基於對應於連續時間間隔之增益因數值之 距離來計算一衰減因數值；及 • U下兩者中之至少一者：⑷將該複數個增益因數值中 之至少-者乘以該衰減因數值；及（B)將該衰減因數值相 加至該複數個增益因數值中之至少一者。 13.如請求❸之訊號處理方法’該方法包含平滑自該衰減 該複數個增益因數值中之至少—者而得到之第二複數個 增益因數值， 八中亥平滑包含基於該第二複數個增益因數值中之至 少兩者來計算一平滑化增益因數值。 • 14.如請求们之訊號處理方法，該方法包含量化自該衰減 該複數個增益因數值中之至少一者而得到之第二複數個 增益因數值，其中該量化包括： 計算一量化誤差；及 將該量化誤差相加至一待量化之值。 15. —種資料儲存媒體，其具有描述如請求項丨之方法的機 器可執行指令。 16. —種訊號處理裝置，其包含： 第一包絡计异器’其經組態及配置以計瞀一基於一 I10638-980710.doc 17. 18. 19. 20. 21. 語音訊號之-低頻率部分之第—訊號m . 一第一包絡計算器，其經組態及配置以計算一基於該 語音訊號之-高頻率部分之第二訊號的一包絡； 因數计异态，其經組態及配置以根據該第一訊號之 «亥。、’各與》亥第—訊號之該包絡之間的一時間變化關係來 計算複數個増益因數值；及 一增益因數衰減器’其經組態及配置以基於該第一訊 號之遠包絡與該第三訊號之該包絡之間的—關係之一隨 時間之變化來衰減該複數個增益因數值中之至少一者。籲 如°月求項16之裝置’其中該第—包絡計算器經配置以計 算-基於-自該低頻率部分導出之激發訊號之一頻譜延 伸的訊號之一包絡。 月求項16之▲置’其中該因數計算器經組態以根據該 第匕絡與„亥第一包絡之間的一比率來計算該複數個增 益因數值。 如請求項16之裝置’其中該增益因數衰減器經組態及配 置以基於該複數個增益因數值間之至少-距離來衰減該· 複數個增益因數值中之至少一者。 如明求項16之裝置’其中該複數個增益因數值中之每一 者對應於一不同時間間隔，及 其中該增益因數衰減器經配置以基於對應於連續時間 間隔之增益因數值之間的複數個距離來衰減該複數個增 盈因數值中之至少—者。 如-月求項16之裝置’其中該增益因數衰減器包含： 110638-980710.doc -4- -1317933 少年？月I〇日修正替換頁' 一變化計算器，其經組態及配置以計算該複數個增益 因數值間之複數個差值；及 一因數計算器，其經組態及配置以基於該複數個差值 來计算至少一衰減因數值。 22.如請求項16之裝置’其中該增益因數衰減器經組態以基 於該複數個增益因數值間之複數個距離來計算一衰減因 數值，及 其中該增益因數衰減器包括一組合器，其组態以執行 乂下兩者中之至少一者.（A)將該複數個增益因數值中之 至少一者乘以該衰減因數值；及（B)將該衰減因數值相加 至該複數個增益因數值中之至少一者。 23. 如明求項16之裝置，該裝置包含一經組態以平滑該增益 因數衰減器之一輸出的平滑器，該輸出包括複數個增益 因數值。 24. —種包含如請求項16之裝置之蜂巢式電話，其中該蜂巢 式電話經組態以傳輸一包括該至少一經衰減之增益因數 值之訊號。 25. —種訊號處理方法，該方法包含： 產生-高頻帶激發訊號’該產生包括基於一低頻帶激 發訊號而頻譜延伸一訊號； 基於該高頻帶激發訊號，合成—高頻帶語音訊號； /艮據該第-複數個增益因數值間之至少一距離來衰減 第一複數個增益因數值中之至少—者及 數值，修正一 基於自該衰減得到之第 110638-980710.doc 基於該低頻帶激發訊號之訊號的一時域包絡。 26_如請求項25之訊號處理方法，其中該修正一基於該低頻 帶激發訊號之訊號之一時域包絡包含在該合成之前修正 一基於該高頻帶激發訊號之訊號的一時域包絡。 27. 如請求項25之訊號處理方法，其中該修正—基於該低頻 帶激發訊號之訊號的一時域包絡包含修正該合成高頻帶 語音訊號之一時域包絡。 28. 如請求項25之訊號處理方法，其中該合成—高頻帶語音 訊號係基於複數個濾波器參數。 29. 如請求項28之訊號處理方法，其中該複數個濾波器參數 包含複數個線性預測濾波器係數。 30. 如請求項25之訊號處理方法，其中該第一複數個增益因 數值中之每一者對應於一不同時間間隔，及 其中該衰減該第一複數個增益因數值中之至少一者係 基於對應於連續時間間隔之增益因數值之間的複數個距 離。 31. 如請求項25之訊號處理方法，其中該第一複數個增益因 數值中之每一者對應於一不同時間間隔，及 其中該衰減該第一複數個增益因數值中之至少一者係 基於對應於連續時間間隔之增益因數值之間的平方差值 之一和〇 32·如印求項25之訊號處理方法，其中該衰減該第一複數個 增盈因數值中之至少一者包含： 基於邊第一複數個増益因數值間之複數個距離來計算 110638-980710.doc
    货年）月(〇日修正替換頁 .1317933 一衰減因數值；及 以下兩者中之至少一者：（A)將該第一複數個增益因數 值中之至少一者乘以該衰減因數值；及（B)將該衰減因數 值相加至該複數個增益因數值中之至少一者。 33. —種資料儲存媒體，其具有描述如請求項乃之方法的機 器可執行指令。 34· —種訊號處理裝置，其包含： 一高頻帶激發產生器，其經組態以基於一低頻帶激發 訊號來產生一高頻帶激發訊號； 一合成濾波器，其經組態及配置以基於該高頻帶激發 訊號來產生一合成高頻帶語音訊號； 一增盈因數衰減器，其經組態及配置以根據該第一複 數個增益因數值間之至少一距離來衰減第一複數個增益 因數值中之至少一者；及 一增益控制元件，其經組態及配置以基於一包括該至 J 一經衰減之增益因數值的第二複數個增益因數值來修 正一基於該低頻帶激發訊號之訊號的一時域包絡。 35. 如明求項34之裝置，其中該增益控制元件經組態以修正 一基於該高頻帶激發訊號之訊號的—時域包絡。 36. 如靖求項34之裝置，其中該增益控制元件經組態以修正 該合成高頻帶語音訊號之一時域包絡。 37. 如叫求項34之裝置，其中該合成濾波器經組態以基於複 數個線性預測渡波器係數來產生該合成高頻帶語音訊 號0 110638-980710.doc 繼健替換! 38. 39. 40. 41. 之 之裝置，其中該第一複數個增益因數值中 ，者對應於一不同時間間隔，及 ^中該增益因數衰減器經組態以基於對應於連續時間 ::益因數值之間的複數個距離來衰減該第-複數 们因數值中之至少一者。 一月长員34之裝置，其中該第一複數個增益因數值中之 每一者對應於一不同時間間隔，及 其中該增益因數衰減器經組態以基於對應於連續時間 間隔之增制數值之間的平方差值之—和來衰減該第一 複數個增盈因數值中之至少一者。 如請求項34之裝置，其中該增益因數衰減ϋ經组態以基 於'亥弟複數個增益因數值間之複數個距離來計算一衰 減因數值，及 其中該增益因數衰減器包括一組合器，該組合器經組 態以執行以下兩者中之至少一者：（Α)將該第—複數個增 益因數值中之至少一者乘以該衰減因數值；及（Β)將該衰 減因數值相加至該第一複數個增益因數值中之至少一 者。 種包含如凊求項34之裝置之蜂巢式電話，其中該蜂巢 式電话經組態以接收一包括該至少一經衰減之增益因數 值且描述该低頻帶激發訊號之訊號。 110638-980710.doc -8 - D 1 4440號專利申請案 中文圖式替換本(98年7月） 十一、圖式： 讲年9月(〇日修正替換頁 ❿ ·
    qs 110638-fig-980710.doc
    20 s 110638-fig-980710.doc 1317933 • ·
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    qco醒 110638-fig-980710.doc 換頁 ins i 一 00 高頻帶訊號 S30 寸 窄獅ϋ —〇 q寸丽(z$) S ιη.ε i 寬頻帶語音訊號 S10 高頻帶訊號 S30 窄頻帶訊號 S20 (ZHe#驟 8寸0 cds 110638-fig-980710.doc 4- 1317933
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